RU2104472C1 - Method of determination of amount of absorbed nitric oxides of explosion products - Google Patents
Method of determination of amount of absorbed nitric oxides of explosion products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104472C1 RU2104472C1 RU96110386A RU96110386A RU2104472C1 RU 2104472 C1 RU2104472 C1 RU 2104472C1 RU 96110386 A RU96110386 A RU 96110386A RU 96110386 A RU96110386 A RU 96110386A RU 2104472 C1 RU2104472 C1 RU 2104472C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- explosion
- argon
- amount
- determined
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для оценки экологической вредности применения взрывчатых веществ. The invention relates to the mining industry and can be used to assess the environmental hazards of the use of explosives.
Известен способ определения количества газообразных продуктов взрыва, включающий размещение в открытой буровой скважине заряда взрывчатого вещества (BB) и его подрыв, забор газовых проб в скважине с лабораторным определением концентраций газообразных продуктов взрыва и расчетное определение количества каждой компоненты газообразных продуктов взрыва [1]. Так как испытания максимально приближены к реальным условиям работы заряда при ведении технологических взрывов, результаты измерения имеют достаточно высокую точность и отвечают практическим потребностям производства. A known method for determining the quantity of gaseous products of an explosion, including placing an explosive charge (BB) in an open borehole and its detonation, sampling gas samples in a well with laboratory determination of the concentration of gaseous products of an explosion and calculating the amount of each component of gaseous products of an explosion [1]. Since the tests are as close as possible to the real conditions of the charge during the conduct of technological explosions, the measurement results are quite high accuracy and meet the practical needs of production.
Однако для BB с положительным кислородным балансом, а также при отклонении режима взрыва от нормального (неполная или затухающая детонация), для BB с отрицательным и нулевым кислородным балансом, когда в продуктах взрыва может быть избыточный кислород, способ не обеспечит достаточной точности. However, for BBs with a positive oxygen balance, and also when the explosion mode deviates from normal (incomplete or decaying detonation), for BBs with a negative and zero oxygen balance, when the explosion products may contain excess oxygen, the method will not provide sufficient accuracy.
Известен способ определения количества газообразных продуктов взрыва [2] , включающий забор фоновой пробы воздуха, размещение заряда взрывчатого вещества в открытой буровой скважине, получение концентраций азота и аргона в фоновой пробе, подрыв заряда, забор газовой пробы в скважине с получением концентраций окислов азота, азота, аргона и расчетное определение количества каждой компоненты продуктов взрыва Vx по выражению
где 22,4 - объем 1 моль газа, л;
d - содержание азота на 1 кг взрывчатого вещества, г-атом;
Cx - концентрация "х" компоненты газообразных продуктов взрыва, %;
NO, N2, Ar - концентрация окислов азота, азота и аргона, замеренная после взрыва в скважине одновременно с искомой компонентой "х", %;
K1- коэффициент, характеризующий отношение концентрации азота к концентрации аргона в фоновой пробе воздуха.A known method for determining the amount of gaseous products of an explosion [2], including taking a background sample of air, placing an explosive charge in an open borehole, obtaining nitrogen and argon concentrations in a background sample, detonating a charge, taking a gas sample in a well to obtain concentrations of nitrogen oxides, nitrogen , argon and the calculated determination of the amount of each component of the explosion products V x according to the expression
where 22.4 is the volume of 1 mol of gas, l;
d is the nitrogen content per 1 kg of explosive, g-atom;
C x - concentration "x" of the components of the gaseous products of the explosion,%;
NO, N 2 , Ar — concentration of oxides of nitrogen, nitrogen, and argon, measured after the explosion in the well simultaneously with the desired component “x”,%;
K 1 - coefficient characterizing the ratio of nitrogen concentration to argon concentration in the background air sample.
Известный способ обеспечивает требуемую точность результата для любых типов BB и любых режимов взрыва, т.к. для разделения азота BB и азота воздуха использован газ, не являющийся продуктом взрыва (аргон вместо кислорода). Способ позволяет определить количество выделившегося кислорода при взрыве за счет избыточного положительного кислородного баланса или за счет неполной детонации BB, которое в свою очередь позволяет рассчитать ряд энергетических показателей взрыва (температура, теплота), а также определить какая часть воды в обводненной скважине прореагировала с продуктами детонации ВВ. The known method provides the required accuracy of the result for any type of BB and any explosion modes, because For the separation of BB nitrogen and air nitrogen, a gas that is not a product of the explosion (argon instead of oxygen) is used. The method allows to determine the amount of oxygen released during the explosion due to excess positive oxygen balance or due to incomplete detonation BB, which in turn allows you to calculate a number of energy indicators of the explosion (temperature, heat), and also to determine what part of the water in the flooded well reacted with the detonation products BB
Однако наряду с выбросами в атмосферу, часть продуктов взрыва абсорбируются на отбитую горную массу и не определяется известными из практики и источников информации способами. Особенно опасны в этом отношении окислы азота. Например, коэффициент относительной опасности окиси азота в 41,1 раза больше такового для окиси углерода. Кроме того, с экологической точки зрения опасность попадания окислов азота в почву значительно выше, чем выброс их в атмосферу. However, along with emissions into the atmosphere, some of the explosion products are absorbed onto the broken rock mass and are not determined by methods known from practice and information sources. Particularly dangerous in this regard are nitrogen oxides. For example, the relative hazard coefficient of nitric oxide is 41.1 times greater than that for carbon monoxide. In addition, from an environmental point of view, the risk of nitrogen oxides entering the soil is much higher than their release into the atmosphere.
Изобретение решает задачу расширения функциональных возможностей способа определения количества продуктов взрыва с получением конкретного технического результата - определение количества окислов азота, образовавшихся при взрыве в абсорбированном виде. The invention solves the problem of expanding the functionality of the method for determining the amount of explosion products to obtain a specific technical result - determining the amount of nitrogen oxides formed in the explosion in an absorbed form.
Указанный технический результат получают за счет того, что в способе определения количества газообразных продуктов взрыва, включающем забор фоновой пробы воздуха в открытой буровой скважине с получением концентраций азота и аргона, размещение в скважине заряда взрывчатого вещества и его подрыв, забор газовой пробы в скважине с получением концентраций окислов азота, азота, кислорода и аргона и расчетное определение количества продуктов взрыва Vx, дополнительно определяют концентрации окислов углерода, углеводородной и водородной групп, количество продуктов взрыва Vx определяют из выражения
где 22,4 - объем моля газа, л;
O, H, N - содержание, соответственно, кислорода, водорода и азота на 1 кг взрывчатого вещества, г-атом;
CO; CO2; H2; CH4; O2; N2; Ar - концентрация, соответственно, окиси и двуокиси углерода, водорода, метана, кислорода, азота и аргона, замеренная после взрыва в скважине одновременно с искомой компонентой "х", %;
K1; K2 - коэффициенты, характеризующие отношение концентрации кислорода и азота к аргону в фоновой пробе воздуха;
а количество абсорбированных окислов азота определяют по выражению:
NOx = 22,4N-2(N2-K2Ar)•Vx• 10-2-NO•Vx•10-2, л/кг (2)
где NO - концентрация окислов азота, замеренная после взрыва в скважине одновременно с искомой компонентой "х", %.The specified technical result is obtained due to the fact that in the method for determining the amount of gaseous products of an explosion, which includes taking a background sample of air in an open borehole to obtain nitrogen and argon concentrations, placing an explosive charge in the well and detonating it, taking a gas sample in the well to obtain concentrations of oxides of nitrogen, nitrogen, oxygen and argon and the calculated determination of the number of explosion products V x , additionally determine the concentration of carbon oxides, hydrocarbon and hydrogen groups p, the number of explosion products V x is determined from the expression
where 22.4 is the volume of a mole of gas, l;
O, H, N - content, respectively, of oxygen, hydrogen and nitrogen per 1 kg of explosive, g-atom;
CO; CO 2 ; H 2 ; CH 4 ; O 2 ; N 2 ; Ar is the concentration, respectively, of carbon monoxide and hydrogen, hydrogen, methane, oxygen, nitrogen and argon, measured after an explosion in the well simultaneously with the desired component "x",%;
K 1 ; K 2 - coefficients characterizing the ratio of the concentration of oxygen and nitrogen to argon in the background air sample;
and the amount of absorbed nitrogen oxides is determined by the expression:
NO x = 22.4N-2 (N 2 -K 2 Ar) • V x • 10 -2 -NO • V x • 10 -2 , l / kg (2)
where NO is the concentration of nitrogen oxides measured after the explosion in the well simultaneously with the desired component "x",%.
Совокупность существенных признаков изобретения позволит определить ту часть окислов азота продуктов взрыва, которая образовалась в абсорбированном виде и ранее не учитывалась в оценке экологического воздействия на окружающую среду применения промышленных взрывчатых веществ. Более точное определение количества неблагоприятных с точки зрения экологии компонентов взрыва позволит сделать конкретные практические результаты, направленные на решение вопросов, связанных с охраной окружающей среды. The set of essential features of the invention will allow to determine that part of the nitrogen oxides of the explosion products, which was formed in an absorbed form and had not previously been taken into account in assessing the environmental impact of the use of industrial explosives. A more accurate determination of the number of components of the explosion that are unfavorable from an environmental point of view will allow us to make concrete practical results aimed at resolving issues related to environmental protection.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
В производственных условиях, например на карьере (аналогично и на подземных горных работах), бурят взрывную скважину глубиной 5-10 м и закладывают в нее заряд исследуемого взрывчатого вещества массой 10-50 кг. Берут фоновую пробу воздуха в скважине и определяют концентрации азота и аргона. Подрыв заряда осуществляют штатными для данного предприятия средствами. Через 5-15 мин после взрыва производят забор газовых проб в скважине с помощью, например, резиновых трубок и насоса "Шинца". Проводят лабораторный анализ газовых проб на хроматографе (или другими известными способами) с получением концентраций окиси и двуокиси углерода, водорода, метана, кислорода, азота, окислов азота и аргона. Определяют количество газообразных продуктов взрыва Vx по формуле (1), и подставив найденное значение в формулу (2), определяют количество абсорбированных окислов азота.In production conditions, for example, in a quarry (similarly, in underground mining), an explosive well is drilled 5-10 m deep and a charge of the investigated explosive weighing 10-50 kg is laid in it. A background air sample is taken in the well and the concentrations of nitrogen and argon are determined. Undermining the charge is carried out by means standard for the enterprise. 5-15 minutes after the explosion, gas samples are taken in the well using, for example, rubber tubes and the Shinets pump. Carry out laboratory analysis of gas samples on a chromatograph (or other known methods) to obtain concentrations of carbon monoxide and dioxide, hydrogen, methane, oxygen, nitrogen, nitrogen oxides and argon. The amount of gaseous explosion products V x is determined by the formula (1), and substituting the found value in the formula (2), the amount of absorbed nitrogen oxides is determined.
Конкретное осуществление способа рассмотрим на примере взрыва заряда тротила и граммонита 30/70. The specific implementation of the method will be considered on the example of the explosion of a charge of TNT and grammonite 30/70.
Пример 1. В скважину глубиной 12 м и диаметром 214 мм, залитую водой до 5 м, закладывают заряд тротила массой 20 кг. В качестве средств взрывания используют детонирующий шнур ДШЭ-12 и промежуточный детонатор - шашки Т-400Г. Через 15 мин после взрыва с помощью отсасывающего прибора ППО-1 и резиновой трубки берут пробу газов на анализ. После лабораторного анализа взятых проб в скважине концентрация газов в скважине составила, %: CO 13,6; CO2 14,79; O2 0,0006; H2 4,8; CH4 2,77; O2 12; N2 51,5; Ar 0,43. Коэффициенты K1 и K2, характеризующие отношение концентраций кислорода и азота к концентрации аргона в фоновой пробе, составили, соответственно, 22,15 и 83,89. Содержание кислорода, водорода и азота на 1 кг взрыва этого вещества, исходя из его химического состава равно, г-атом: O 26,4; H 22; N 13,2.Example 1. In a well 12 m deep and 214 mm in diameter, flooded with water up to 5 m, a charge of TNT weighing 20 kg is laid. As a means of blasting, use a detonating cord DSHE-12 and an intermediate detonator - checkers T-400G. 15 minutes after the explosion, a gas sample is taken for analysis using a PPO-1 suction device and a rubber tube. After laboratory analysis of the samples taken in the well, the gas concentration in the well was,%: CO 13.6; CO 2 14.79; O 2 0.0006; H 2 4.8; CH 4 2.77; O 2 12; N 2 51.5; Ar 0.43. The coefficients K 1 and K 2 characterizing the ratio of the concentrations of oxygen and nitrogen to the concentration of argon in the background sample were, respectively, 22.15 and 83.89. The content of oxygen, hydrogen and nitrogen per 1 kg of explosion of this substance, based on its chemical composition, is equal to, g-atom: O 26.4; H 22; N 13.2.
Объем газообразных продуктов взрыва, определяемый по формуле, составил
Количество абсорбированных окислов азота для данного примера составит
NOx = 22,4•N-2(N2-K2Ar)•Vx •10-2-NO•Vx•10-2 = 22,4•13,2-2(51,5-83,89•0,43)•878•10-2 -6•10-4•878•10-2 = 24,9 л/кг
Пример 2. B скважину глубиной 15 м и диаметром 244 мм, заполненную на 2/3 водой, помещают заряд граммонита 30/70 массой 45 кг. Применяем стандартные средства взрывания. Через 20 мин после взрыва взяты пробы средствами указанными в примере 1. Лабораторный анализ показал следующие концентрации газов, %: CO 20; CO2 20,33; CH4 4,5; H2 10,4; O2 6,96; N2 37,43; Ar 0,23; NO 0,0007. Коэффициенты K1 и K2 в фоновой пробе воздуха составили, соответственно, 22,15 и 83,89. Содержание кислорода, водорода и азота для граммонита 30/70 составляет: O 29,73; H 30,4; N 16,74.The volume of gaseous products of the explosion, determined by the formula, was
The amount of absorbed nitrogen oxides for this example is
NO x = 22.4 • N-2 (N 2 -K 2 Ar) • V x • 10 -2 -NO • V x • 10 -2 = 22.4 • 13.2-2 (51.5-83 , 89 • 0.43) • 878 • 10 -2 -6 • 10 -4 • 878 • 10 -2 = 24.9 l / kg
Example 2. In a well with a depth of 15 m and a diameter of 244 mm, filled 2/3 with water, a charge of 30/70 grammonite weighing 45 kg is placed. We use standard means of blasting. 20 minutes after the explosion, samples were taken by the means specified in example 1. Laboratory analysis showed the following gas concentrations,%: CO 20; CO 2 20.33; CH 4 4,5; H 2 10.4; O 2 6.96; N 2 37.43; Ar 0.23; NO 0.0007. The coefficients K 1 and K 2 in the background air sample were, respectively, 22.15 and 83.89. The content of oxygen, hydrogen and nitrogen for grammonite 30/70 is: O 29.73; H 30.4; N, 16.74.
Объем газообразных продуктов взрыва определенный по формуле составил:
Количество абсорбированных окислов азота составит
NOx= 22,4N-2(N2-K2Ar)•Vx •10-2-NO•Vx•10-2 = = 22,4•16,74-2(37,43-83,89•0,23)517,7•10-2- 7•10-4•515,7•10-2 = 187,2 л/кг
Из приведенных примеров видно, что способ позволяет определить количество окислов азота, находящихся в абсорбированном вида, при этом их численное значение достаточно велико и игнорирование такого количества вредностей может вносить существенную ошибку в оценку экологического влияния взрывных работ на окружающую среду.The volume of gaseous explosion products determined by the formula was:
The amount of absorbed nitrogen oxides will be
NO x = 22.4N-2 (N 2 -K 2 Ar) • V x • 10 -2 -NO • V x • 10 -2 = = 22.4 • 16.74-2 (37.43-83, 89 • 0.23) 517.7 • 10 -2 - 7 • 10 -4 • 515.7 • 10 -2 = 187.2 l / kg
It can be seen from the above examples that the method allows one to determine the amount of nitrogen oxides present in an absorbed form, while their numerical value is quite large and ignoring such a number of hazards can introduce a significant error in assessing the environmental impact of blasting operations.
Источники информации:
1. Патент РФ 1778493, кл. F 42 D 1/00, 1990.Sources of information:
1. RF patent 1778493, cl. F 42 D 1/00, 1990.
2. Патент РФ 2060445, кл. F 42 D 1/00, 1996. 2. RF patent 2060445, cl. F 42 D 1/00, 1996.
Claims (1)
где 22,4 объем газа, л;
O, H, N содержание соответственно кислорода, водорода и азота в 1 кг взрывчатого вещества, моль;
CO, CO2, H2, CH4, O2, N2, Ar - концентрация соответственно окиси и двуокиси углерода, водорода, метана, кислорода, азота и аргона, замеренная после взрыва в скважине одновременно с искомой компонентной x,
К1, К2 коэффициенты, характеризующие отношение концентрации кислорода и азота к аргону в фоновой пробе воздуха,
а количество абсорбированных окислов азота определяют по формуле
NOx 22,4N 2(N2 - K2•Ar)Vx•10-2 NO•Vx•10-2,
где NO концентрация окислов азота, замеренная после взрыва в скважине одновременно с искомой компонентой x,The method of determining the amount of explosion products absorbed by the rock mass of nitrogen oxides of the explosion, characterized in that the background air sample is taken in an open borehole to obtain a concentration of nitrogen and argon, the explosive charge is placed in the well and undermined, the gas sample is taken in the well, the concentration is determined oxides of nitrogen, nitrogen, oxygen, argon, a group of carbon oxides, hydrocarbon and hydrogen groups, the number of gaseous products of the explosion V x is determined by the formula
where 22.4 is the volume of gas, l;
O, H, N, respectively, the content of oxygen, hydrogen and nitrogen in 1 kg of explosive, mol;
CO, CO 2 , H 2 , CH 4 , O 2 , N 2 , Ar are the concentrations of carbon monoxide and hydrogen, hydrogen, methane, oxygen, nitrogen, and argon, respectively, measured after an explosion in the borehole simultaneously with the desired component x,
K 1 , K 2 coefficients characterizing the ratio of the concentration of oxygen and nitrogen to argon in the background air sample,
and the amount of absorbed nitrogen oxides is determined by the formula
NO x 22.4N 2 (N 2 - K 2 • Ar) V x • 10 -2 NO • V x • 10 -2 ,
where NO is the concentration of nitrogen oxides measured after the explosion in the well simultaneously with the desired component x,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96110386A RU2104472C1 (en) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | Method of determination of amount of absorbed nitric oxides of explosion products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96110386A RU2104472C1 (en) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | Method of determination of amount of absorbed nitric oxides of explosion products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2104472C1 true RU2104472C1 (en) | 1998-02-10 |
| RU96110386A RU96110386A (en) | 1998-06-20 |
Family
ID=20180980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96110386A RU2104472C1 (en) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | Method of determination of amount of absorbed nitric oxides of explosion products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2104472C1 (en) |
-
1996
- 1996-05-23 RU RU96110386A patent/RU2104472C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7669460B1 (en) | Small-scale shock reactivity and internal blast test | |
| JP4364636B2 (en) | A method for quantitatively observing gas injected into a storage chamber, especially into a naturally occurring medium | |
| Rowland III et al. | Factors affecting ANFO fumes production | |
| CN109596803A (en) | The principal component Multiple Regression Analysis Method of methane explosion minimum oxygen concentration Intrusion Index | |
| RU2104472C1 (en) | Method of determination of amount of absorbed nitric oxides of explosion products | |
| Sapko et al. | Chemical and physical factors that influence NOx production during blasting-exploratory study | |
| Mainiero | A technique for measuring toxic gases produced by blasting agents | |
| CN104964894A (en) | Method for determining content of hydrogen sulfide of coal bed | |
| Chaiken et al. | Toxic fumes from explosives: ammonium nitrate-fuel oil mixtures | |
| RU2060445C1 (en) | Process of determination of amount of gaseous products of blast | |
| Rowland III et al. | Factors affecting fumes production of an emulsion and ANFO/emulsion blends | |
| Mintz | Problems in experimental measurements of dust explosions | |
| Harris et al. | Toxic fume comparison of a few explosives used in trench blasting | |
| Persson et al. | Estimation of toxic fume characteristics of explosives from steel tube blasting | |
| RU1778493C (en) | Method of determination of amount of gaseous products of explosion | |
| Saliu et al. | Correlation between blast efficiency and uniaxial compressive strength | |
| Lindqvist et al. | A test site for shotfiring fumes experiments | |
| RU2015348C1 (en) | Method for determination of seam gas-bearing capacity | |
| SU1578339A1 (en) | Method of forecasting outburst-prone zone | |
| SU1270363A1 (en) | Method of detecting endogenic fires in coal mines | |
| RU2006797C1 (en) | Method of measurement of volume of space | |
| Cybulska et al. | Laboratory and field investigations of shotfiring fumes of mining explosives in poland | |
| Taylor | Small scale study of the role of the muckpile in the blasting fumes of commercial explosives | |
| SU1712829A1 (en) | Method of determination of gas sorption by coal | |
| Garcia et al. | Distribution and characterization of gases produced by detonation of explosives in an underground mine |