ВИБУХ пилу. I. Вибух кам'яновугільної пилу. При розробці та доставки кам'яного вугілля в рудниках утворюється значна кількість кам'яновугільної пилу, яка розноситься по виробках і осідає на стінках шахт. У багатьох випадках цей пил становить значну небезпеку, т. К. Вона має здатність займатися і може служити причиною жахливих катастроф в шахтах. Ще в кінці минулого століття в багатьох країнах недооцінювали значення цієї небезпеки, і тільки грандіозний вибух, що стався на копальні Куррьер (Франція) в 1906 році, де загинуло 1240 гірників, довів можливість займання кам'яновугільної пилу без участі гримучого газу. Ця катастрофа спонукала багато країн почати в значному масштабі дослідження питання про вибуховості кам'яновугільної пилу. Для цієї мети у Франції, Англії та інших країнах були обладнані спеціальні пилеіспитательние станції, роботи яких за останні 20 років дали можливість розпізнати сутність процесу займання кам'яновугільної пилу і виробити практичні заходи боротьби з цією небезпекою. Основні положення в цьому питанні дані французьким дослідником Таффанеля.
Численні досліди показали, що кам'яновугільна пил може займатися тільки в тому випадку, якщо знаходиться в повітрі в підвішеному стані; найбільш сильні вибухи пилу виходять зазвичай при щільності пильного хмари близько 300 г на 1 м 3 повітря. Вибух пилу в руднику може статися від дії вибуху гримучого газу або заряду вибухової речовини, причому пил спочатку піднімається в повітря від удару повітряної хвилі, а потім запалюється під дією полум'я вибуху. У виняткових випадках можна побоюватися вибуху пилу від полум'я факела, ацетиленового лампи або вольтової дуги, якщо пил в хмарі знаходиться в русі. Важливе значення в процесі вибуху пилу має величина частинок (тонкість) пилу, яка обумовлює здатність пилу підніматися в повітря і підсилює її займистість. Частинки пилу під дією високої температури піддаються окисленню і дистиляції; чим швидше відбуваються ці процеси, тим сильніше виходить вибух пилу. Тому зі збільшенням тонкості пилу, а, отже, зі збільшенням поверхні всієї сукупності частинок її (що прискорює процеси окислення і дистиляції), і з підвищенням вмісту летких речовин у вугіллі (що прискорює дистиляцію) збільшуються здатність кам'яновугільної пилу до займання і сила вибуху. Крім того, підвищення вибухових властивостей пилу сприяють: 1) збільшення смолистих включень у вугіллі (підвищується здатність до окислення), 2) збільшення теплотворної здатності продуктів дистиляції вугілля, 3) присутність в повітрі метану, хоча б і в невеликих кількостях. Здатність кам'яновугільної пилу до займання, навпаки, знижується зі збільшенням вмісту в ній золи і вологи.
Заходи по боротьбі з вибухом пилу зводяться в основних рисах до наступного.
1) Попередження поширення кам'яновугільної пилу у виробках. Для цього необхідно по можливості перешкоджати утворенню пилу при виїмці вугілля в забої і при доставці його по виробках. Особливо багато пилу утворюється при зарубки вугілля врубовими машинами, при отбойке і навантаження його у вагони. Якщо в процесі очисних робіт в шахті важко уникнути утворення пилу, то необхідно прагнути до того, щоб пил не розносився по виробках шахти. Для цієї мети необхідно виробляти систематичне прибирання пилу в місцях її утворення і вживати заходів, до того, щоб пил не могла підніматися в повітря. Найбільш простий і радикальним заходом боротьби з пилом в цьому напрямку є зрошення кам'яновугільної пилу в місцях її скупчення. Але проведення цього заходу не може тим обставиною, що тонка пил важко змішується з водою.
3) Заходи проти поширення вибуху пилу по всьому виробках, якщо він вже стався. Для цієї мети користуються т. Н. сланцевими бар'єрами (заслонами), запорошеними і беспильность зонами. Сланцевий бар'єр складається з ряду розташованих під покрівлею впоперек виробки полиць з насипаної на них інертним пилом. Ці полки робляться шириною близько 40-50 см і зміцнюються так, щоб хвиля вибуху пилу могла легко перекинути їх; відстань між полицями звичайно дорівнює їх ширині або трохи менше, кількість же поміщається на них інертного пилу береться з таким розрахунком, щоб на 1 м 2 поперечного перерізу виробки, в якій розташований бар'єр, доводилося не менше 400 кг інертного пилу, причому вся довжина бар'єр не повинна перевищувати 20 м. у разі вибуху пилу в будь-якому місці шахти вибухова хвиля, дійшовши до бар'єру, перекине його, і скинута з полиць інертний пил створить щільна хмара, здатне загасити полум'я вибуху, так як частинки інертного пилу будуть швидко поглинати тепло. Бар'єри розташовуються зазвичай у виробках, що з'єднують окремі поля шахти; місце вибирається так, щоб бар'єр, з одного боку, не перешкоджав руху вагонів і повітря по виробленню і, з іншого, - щоб було забезпечено дію вибуховий пилу на бар'єр з максимальною силою. Вигідніше бар'єри розташовувати в такій частині виробок, яка тягнеться прямолінійно на 75-100 м, для того щоб вибухова хвиля могла досягти значної швидкості, достатньої, щоб перекинути бар'єр. Іноді прилеглу до бар'єра частина вироблення протягом 75-100 м покривають значним шаром інертного пилу і створюють т. О. «Пилову зону», призначення якої - перешкодити поширенню вибуху, якщо бар'єр не був перекинутий при проході вибухової хвилі або дія його не вистачило б, щоб загасити полум'я вибуху. Такі зони влаштовуються іноді окремо від бар'єрів. Нарешті, для тієї ж мети застосовують часто «безпилові зони», що представляють собою частина вироблення протяжністю 75-150 м, в якій ретельно прибрана кам'яновугільна пил. При проходженні вибуху за такою виробленні полум'я загасає. Такі безпилові зони мають значення в тих випадках, коли виробки шахти мокрі і нейтральна пил в них швидко злежується, завдяки чому вона при проходженні вибухової хвилі може не утворити хмари і полум'я вибуху може «проскочити» бар'єр і курну зону, якщо в місці їх розташування є кам'яновугільна пил, що осів поверх шару інертного пилу.
З перерахованих заходів боротьби з вибухом пилу головне значення мають, звичайно, ті, які спрямовані до попередження початкового займання пилу. В обстановці рудника важко передбачити всі випадковості, які можуть спричинити за собою вибух пилу. Але набагато легше попередити вибух в початковій його фазі, ніж зупинити його, коли він вже стався; якщо ж він придбав значну силу, то зупинити його ще важче. Тому в боротьбі з вибухом пилу головна увага д. Б. направлено на усунення причин, що можуть викликати вибух. Як було сказано вище, швидше за все можна очікувати вибух пилу при спалаху гримучого газу і при смаленим вибухових речовин в шахті. На ці дві причини і д. Б. звернуто головну увагу. У небезпечних по кам'яновугільної пилу шахтах повинні застосовуватися тільки «запобіжні» вибухові речовини, які при нормальних умовах паления зазвичай не запалюють кам'яновугільну пил і гримучий газ. Але навіть такі запобіжні вибухові речовини здатні іноді викликати запалення кам'яновугільної пилу. Тому при заряжении шпурів в місцях, де є вибухова кам'яновугільна пил, застосовують так звану «зовнішню забойку», яка складається з невеликої полки, що розташовується у гирла шпуру, з насипаної на ній інертним пилом в кількості не менше 1,5 кг на кожен шпур. Під час вибуху заряду цей пил піднімається в повітря і здатна загасити виривалося з шпуру полум'я. Небезпека вибуху пилу є не тільки в руднику, а й в будь-якому закритому приміщенні, де може утворитися запорошене хмара достатньої щільності. Вибух пилу спостерігається і на брикетних фабриках, і в котельнях, де є суха кам'яновугільна пил.
II. Вибух пилу на млинах. хоча і представляє порівняно рідкісне явище, проте за своїми руйнівними наслідками заслуговує вивчення і прийняття запобіжних заходів. Про руйнівності цих вибухів можна судити по вибуху на млині в Буффало (США) в 1913 р де загинуло 33 чол. і було поранено 70 осіб. На млині в м Бузулуке в 1909 р вибух пилу стався внаслідок того, що спущений зі свічкою в залізний борошняної засік робочий ударом по стінках засіки викликав струс останніх і обсипалася пил вибухнула; вибухом була сильно зруйнована частина млина, робочий ж зовсім не був знайдений. У 1913 р в Америці було організовано спеціальне бюро для наукового вивчення вибухових властивостей зернової і борошняного пилу і з'ясування способів запобігання вибухів. Бюро встановило, що з 1905 р мали місце 13 вибухів пилу на млин. Професор Уйлер в Пітсбурзі справив ряд дослідів по визначенню температури спалаху пилу, причому виявилося, що різні сорти пилу мають різні температури: так, для вівсяної пилу ця температура дорівнює 990 °, для пилу Оббивальна відділення 995 °, для пилу размольного відділення 1060 ° і для зернового пилу з елеваторів 1115 °. Досліди для визначення відносної вогненебезпечності пилу показали, що всі види зернового пилу більш небезпечні, ніж вугільний пил, причому вівсяна пил більш вогненебезпечна, ніж пил від пшениці і інших сортів зерна. Дослідження на температуру і силу вибуху сухий і невисушеної пилу дали наступні результати: 1) в невисушепном стані, при 1 200 °, вибух 0,5 г пилу в манометричної бомбу підвищив тиск до 0,033 кг / см 2. а у висушеному стані - до 1 , 33 кг / см 2; 2) вибуховості залежить від ступеня насичення простору пилом, і вибух може статися при наявності пилу починаючи з 317 г в 1 м 3 повітря; 3) багато видів зернового пилу мають відносно низьку температуру спалаху; 4) в залежності від природи і стану пилу вибухи пилу можуть відбуватися і при меншому її утриманні в повітрі. Причини виникнення вибухів органічної пилу на млинах наступні: 1) вживання відкритого полум'я (свічки, сірники, факели та ін.), 2) пожежі, 3) іскри, іноді з'являються при роботі деяких машин (обоек, жорен на холостому ходу, моторів, ременів на шківах і ін.). Для попередження вибухів пилу на млинах необхідно вживати заходів до зменшення кількості пилу, а також до усунення причин вибухів.