Файл: Шепелев С.Ф. Газовость промышленных взрывчатых веществ на рудниках.pdf

казаний для полного представления об изменении кон­ центрации газов за определенный промежуток времени. Обладая таким положительным качеством, газоопределители в то же время представляют собой сложную анали­ тическую систему, состоящую из нескольких блоков, уз­ лов, выполняющих самостоятельные функции.

Установка автоматических анализаторов в шахте за­ труднена, что связано со специфическими условиями под­ земной разработки. Из-за наличия в атмосфере пыли не­ обходимо анализируемый воздух пропускать через фильт­ ры, а повышенная относительная влажность часто приво­ дит приборы в негодность. Кроме того, к приборам должен быть подведен один из видов энергии — сжатый воздух или электрический ток. Для предохранения от механиче­ ских повреждений газоопределители обычно помещаются в специальные помещения или специальные шкафы. По­ этому они требуют тщательного обслуживания и система­ тической проверки, что в подземных условиях осложнено. Такие анализаторы целесообразно использовать в лабора­ торных условиях, а отбор производить силами ПВС или ВГСЧ. Такая система применяется на многих рудниках для текущего контроля изменения состава атмосферы. Однако она не приемлема для оценки газодинамики после взрывных работ.

Бойцы ВГСЧ, согласно действующей инструкции, на­ чинают пробоотбор в загазованных выработках спустя 2 час и более после взрыва. В связи с этим из-под контро­ ля выпадает весьма существенный промежуток времени, в течение которого в очистных выработках происходят основные газодинамические явления. К недостаткам тако­ го пробоотбора следует отнести еще продолжительность и трудоемкость набора проб, очевидную опасность работ ввиду повышенной загазованности атмосферы, и экономи­ ческую нецелесообразность.

Эти недостатки исключаются при использовании авто­ матических отборников газовых проб, которые обладают рядом известных достоинств:

— позволяют регистрировать изменение загазованно­ сти во времени, начиная с момента взрыва и кончая зна­ чениями предельно допустимых концентраций;

—могут быть установлены в необходимом месте;

—обеспечивают заданную равномерность пробоот­

бора;

—обеспечивают полную безопасность для обслужи­ вающего персонала;

—просты в эксплуатации и экономически выгодны.

50

Основными требованиями, предъявляемыми к пробо­ отборникам, являются их портативность и надежность в работе.

Конструктивно все они состоят из включающего уст­ ройства, распределительного механизма времени и резер­ вуаров для набора проб.

В зависимости от поставленной задачи емкости имеют объем от 200 мл до 1,74-2 л. Количество их также может меняться в широких пределах.

Для включения приборов обычно используется энергия взрывной волны. С этой целью делают специальные сей­ смические пускатели, запускающие распределительный механизм времени в момент взрыва.

По принципу действия все автоматические пробоот­ борники можно разделить на четыре класса: гидравличе­ ские, вакуумные, электромеханические и инерционные.

Гидравлические пробоотборники

Принцип отбора проб в гидравлических пробоотборни­ ках основан на создании вакуума в сосудах за счет выте­ кания из них воды или какой-либо другой жидкости.

Рис. 11. Схема гидравлического пробоотбор­ ника газов конструкции КГРИ, 1958 г.

Одним из первых такой прибор (рис. 11) был сконст­ руирован и изготовлен в Криворожском горнорудном ин­ ституте под руководством С. И. Луговского [6].

51

Этот пробоотборник состоит из следующих основных частей: воздушного пускателя часового контактора 10, клапана с электромагнитами 4,3, газовых фильтров со вса­ сывающими трубками 5,6, делительных воронок 7 и ба­ тареи аккумуляторов 8.

В момент взрыва воздушная волна действует на мем­ брану пускателя 10, который замыкает электрическую цепь катушки часового контактора (рис. 12). Часовой контактор представляет собой круглый диск 1 с располо­

механизма начинает вращаться. Через минуту после взры­ ва пружинный токопитатель подходит к первому контакту и замыкает цепь катушки клапана первой делительной во­ ронки. Клапан открывается, и вода создает в верхней час­ ти делительной воронки разрежение, куда засасывается через всасывающие трубки и фильтры загазованный воздух.

Делительная воронка представляет собой стеклянный сосуд емкостью 2 л, закрытый резиновой пробкой с изог­ нутой трубкой, соединенной с газовым фильтром, улавли­ вающим окислы азота в 5%-ном растворе едкого натрия, заливаемого в сосуд фильтра в количестве 20 см3.

Схематически засасывание пробы воздуха показано на рисунке 11, из которого видно, что взятая проба снизу запирается водой, оставшейся в изогнутой трубке, а свер­

52

ху — раствором едкого натрия, находящегося в сосуде газового фильтра. Кран 9 служит для закрытия дели­ тельной воронки для транспортировки проб в лаборато­ рию. Прибор изготовлялся для набора 12 проб и имел не­ зависимое электропитание.

Автоматический газоотборник устанавливается в ни­ шах на исходящей струе, а сейсмический пускатель проч­ но крепится кронштейном к крепи выработки таким обра­ зом, чтобы мембрана была направлена навстречу взрыв­ ной волне.

Одним из основных недостатков этого пробоотборни­ ка является громоздкость и нетранспортабельность ввиду

Для набора проб на окис-® лы азота в верхней части сосудов имеются углубления,

куда вставляются воронки 2 емкостью 50 см3, заполняе­ мые щелочным раствором, поглощающим окислы азота.

трубки <2 = 7 мм. Первая из трубок, служащая для набора проб из воздуха, опущена в раствор 3, один конец другой трубки заделан в нижнюю часть крышки, а второй соеди­ нен через резиновый шланг, d = 6 мм с входящим патруб­ ком сосуда 1. В верхней части сосудов имеются патруб­ ки 5 для выпуска воздуха при заливе прибора водой. В нижней части сосудов расположены выходной патрубок 6, сливной 8 (не соединенный с внутренней частью сосуда) и стойка 7, служащая для пережатия 77-образной резиновой

53

трубки капроновой нитью 9. Интервал пробонабора регу­ лируется часовым механизмом 10, состоящим из электро­ часов с электродвигателем 11, и редуктора 12 разрываю­ щего устройства, состоящего из подвижного рычага 13 с нитью накала, предназначенной для пережигания капро­ новых нитей 9 или с лезвием бритвы в случае применения хлопчатобумажных нитей. В часовом механизме можно использовать электрический или механический привод. В первом случае применяется двигатель от радиозондов с редуктором от двигателя СД-2, а источником питания служит сухая батарейка от карманного фонарика. Часо­ вой механизм рассчитан таким образом, чтобы рычаг 13 делал один полный оборот за 3 или 6 час, при этом в за­ висимости от необходимой частоты отбора проб возможна регулировка и на более длительное время. Окружность па­ нели часового механизма разделена на 12 частей соответ­ ственно числу емкостей. На панели имеется шкала с раз­ личными интервалами времени между отбором проб — равномерная или логарифмическая. Шкала панели со­ стоит из двух концентрически расположенных колец диа­ метром 50 и 80 мм и высотой 10 мм. На внутреннем коль­ це закрепляются концы пережимающих нитей, а наруж­ ное служит для натяжения и фиксации их в соответст­ вующем положении.

Для запуска прибора в момент взрыва предназначен сейсмический пускатель, устроенный из двух металличе­ ских пластинок — жесткой и пружинистой 17. Обе пла­ стины изолированы эбонитовыми прокладками 15, 18, в которых они закреплены.

К выводам пластин припаяны контакты электроцепи 19, замыкающейся через точечный контакт 20. Пружини­ стая пластинка имеет на конце углубление, куда до взры­ ва ложится груз 21 (стальной шарик), при этом пластина 22 изгибается, размыкая электрический контакт.

Под действием ударной волны шарик падает и через контакт 20 замыкается цепь двигателя часового меха­ низма. Подвижный рычаг 13 начинает вращаться и через определенный промежуток времени пережигает или пере­ резает нить 9 первого сосуда. При этом освобождается резиновая трубка и вода начинает вытекать через сливной патрубок 8.

В сосуде создается разрежение, и воздух через труб­ ку 3 засасывается в прибор, окислы азота поглощаются в емкости 2 со щелочным раствором, а остальные газы по­ ступают в сосуд 1. Газы после полного истечения воды на­ глухо запираются в нижней части жидкостью, оставшей­

54