Wstęp:

Stacja badawcza, w której odbyliśmy praktykę znajduje się w gminie Alwernia (około 30km od Krakowa). Geologicznie gmina leży na utworach Jury Krakowsko-Częstochowskiej.

W skład formacji jurajskich wchodzą wapienie-przechodzące w dolomity (zawierają rudy Zn i Pb), ponadto są karbońskie formacje węglowe, oraz permskie utwory powstałe na skutek linearnych wylewów lawy.

Utwory te były eksploatowane kolejno w trzech wyrobiskach:

Ø      Wyrobisko 1 eksploatowane do lat 50 XX w. Obecnie częściowo zrekultywowane

Ø      Wyrobisko 2 w pół.-zach. części eksploatowane w latach 60 XX w., jest to wyrobisko stokowo-wgłębne.

Ø      Wyrobisko 3 eksploatowane do lat 80 XX w. I jest to wyrobisko stokowe, posiadające 2 poziomy ( 1 poziom o wysokości 22m, a 2 –12m ), a poziom nadkładowy stanowią gliny i zwietrzeliny. Jest tam jeszcze 1 mln ton kamienia (melafir, diabaz, tufy). 

Obowiązuje tam obszar górniczy 24h, teren górniczy 132h, a zakład badawczy obejmuje 22h.

Ośrodek stanowi zaplecze dydaktyczne wydziału Górnictwa i Goeinżynierii od 1 lipca 1979r. z inicjatywy profesora J.S. Samujło. Prowadzi działalność dydaktyczno - szkoleniową w zakresie technik strzałowych dla górnictwa odkrywkowego, prace badawcze związane
z dopuszczeniem środków strzałowych i sprzętu strzałowego do użytku. Pracownicy stacji posiadają uprawnienia do prowadzenia robót strzałowych na terenie całego kraju przy pracach wyburzeniowych (np: kopalń, kominów, starych budynków), usług warsztatowych. Urobek powstały w wyniku przeprowadzonych doświadczeń jest przeznaczony do sprzedaży dla celów utrzymania.

Ćwiczenia terenowe odbyły się w wyrobisku 1, które jest wyeksploatowane, częściowo zasypane odpadami i zrekultywowane.

Pracownia chemiczna:

W pracowni chemicznej mieliśmy okazję zapoznać się ze sprzętem i sposobem przygotowywania niektórych materiałów wybuchowych.

Materiały wybuchowe używane w górnictwie są przeważnie mieszaninami chemicznych związków wybuchowych oraz ciał palnych i tlenonośnych.

Ze względu na skład chemiczny materiały wybuchowe można podzielić na:

1.      Prochy

2.      Amonowo-saletrzane (amonity, karbonity, metanity)

3.      Nitroglicerynowe (dynamity, barbaryty)

W laboratorium mogliśmy zapoznać się z następującymi związkami chemicznymi wykorzystywanymi do wyrobu mat. wybuchowych:

·         Glikol etylenowy C2H6O2 – stosowny do produkcji mat. typu nitroglikol.

·         Oleje – dodawane do saletry jako środek palny.

·         Zagęszczacze: skrobia

·         Pył glinowy, węglowy – jako polepszacze

Zdolność wykonywania pracy w bloku ołowianym – sprawdza się w bloku sześciennym
o krawędzi 200mm z wydrążonym otworze o szerokości f= 25mm i głębokości 125mm. Wielkość poszerzenia otworu jest miarą zdolności do wykonania pracy w bloku ołowianym.

Teleskopy do badania średnicy krytycznej – średnice maleją i możemy wyznaczyć krytyczną średnice, poniżej której mat. nie detonuje.

Skład materiałów wybuchowych

Obiekty przechowywania środków wybuchowych – mają zapewnić dwojaką ochronę: zabezpieczenie obiektu przed osobami z zewnątrz ( dozór, ogrodzenie), oraz zabezpieczenie otoczenia w związku ze składowanymi materiałami wybuchowymi (obwałowanie składu
w celu podniesienia i osłabienia niszczącego działania fali uderzeniowej, wydzielenie strefy ochronnej, która może mieć promień obszaru nawet do 4km).

Rozróżniamy składy naziemne (zabetonowane szafki pancerne) i podziemne.
W zależności od ilości przechowywanych materiałów rozróżnia się następujące klasy: I do 250kg,...,VIII kilkanaście ton.

W składzie zapewnia się ochronę przed zaiskrzeniem (szafki pancerne wyłożone drewnem, zakaz wstępu z światłem otwartym, środki gaśnicze), oraz sprawuje się odpowiednią kontrolę wilgotności. Pewne typy materiałów przechowuje się osobno
w specjalnych komorach np. zapalniki  i spłonki zawierające silne mat. wybuchowe ( azydek ołowiu, pentryt).

Ponadto składy materiałów wybuchowych podlegają kontroli władz górniczych wydających zezwolenia i zatwierdzenia do użytkowania składu.

Przeprowadzone doświadczenia:

1)     Próba spalania mat. wybuchowych:

2)     Zdolność do wykonania pracy na wahadle balistycznym.

Badamy kąt wychylenia wahadła po włożeniu ~10g mat. wybuchowego do otworu moździerza. Masa wahadła 320kg, masa pocisku 16kg

Heksogen przyjęty jako mat. wzorcowy.

1)     Trotyl  - 61%

2)     Dynamit – 89%

3)     Odpalenie ładunku kierunkowego i kształtki trotylowej:

Ładunek kierunkowy odpowiednio ukształtowany przebił na wylot 2 warstwy stali o łącznej grubości 57 mm.

Kształtka trotylowa: 160g trotylu na jednej płycie. Na górnej powierzchni powstało nieznaczne wgniecenie natomiast pow. dolna została silniej poszarpana przez falę wychodzącą.

4)    Badanie prędkości detonacji lontu detonującego:

Rozmieszczamy 5 sąd w odległości 10cm. Rozerwanie pierwszej sądy włącza licznik
i kolejne sądy dają informuje o zmianie prędkości wzdłuż lontu. Według normy prędkość ma wynieść ~6000m/s. Uzyskane wyniki: 7272 m/s, 7220 m/s, 7194 m/s, 7142 m/s.

5)     Badanie wrażliwości na uderzenie – kafar Kasta:

W urządzeniu tym na próbę spada młot (o masie 5kg) w próbach z różnej wysokości. Znając masę i wysokość (h) obliczę energię uderzenia młota. Aby materiał spełnił wymagania nie mogą pojawić się żadne: trzaski, stuki, zwęglenia, iskry i podobne efekty w granicach określonych energii uderzenia.

h=0,3 m, Ep =15 [J] – próbka przereagowała,

h=0,25 m, Ep=12 [J] – próbka nie przereagowała- dolna granica wrażliwości,

h=0,2 m, Ep=9,81 [J] – górna granica niewrażliwości.

6)     Badanie średnicy krytycznej saletrolu:

Saletrol (70% - saletry, 30% trotylu)

Ładunek saletrolu w rurze PCV o f=71mm. Po odpaleniu zapalnikiem elektrycznym nie zdetonował w całości. Dopiero po dodaniu kształtki trotylowej nastąpiła całkowita detonacja. Wnioskować można, że saletrol potrzebuje silnego impulsu, mocnego inicjatora. Trotyl spełnił  to zadanie.

7)     Badanie średnicy krytycznej saletrotu:

Ładunek saletrotu znajdował się w teleskopie o kolejnych średnicach: 46, 36, 28, 21,16mm. Po zdetonowaniu można było określić średnicę po której nastąpił zanik detonacji. 28mm zanik detonacji, 21, 16, pozostały nie zdetonowane. Średnica krytyczna dla saletrotu zawiera się w przedziale 28-36mm.

8)     Detonowanie serii ładunków amonitowych przez lont detonacyjny:

Serie ładunków łączymy lontami detonacyjnymi. Po odpaleniu: - wszystkie lonty zdetonowały.

9)     Odpalenie serii ładunków przy pomocy zapalników elektrycznych:

15 ładunków połączonych serią zapalników elektrycznych mili sekundowych. Użyliśmy zapalników węglowych 0,2A (kolory izolacji: niebieski i żółty). Wszystkie ładunki odpaliły poprawnie.

Wnioski :

Podczas zajęć terenowych mieliśmy możliwość zapoznania i wypróbowania materiałów wybuchowych  o których była wcześniej mowa na zajęciach teoretycznych. Mogliśmy zobaczyć w jaki sposób przygotowuje  się materiały wybuchowe w laboratorium chemicznym oraz wejść na teren w którym się je składuje. Szczególnych wrażeń przysporzyły oczywiście,  możliwość samodzielnej detonacji niektórych materiałów wybuchowych i efekty im towarzyszące.