Проблемы оценки электростатической безопасности шахтных изделий из полимерных и композиционных материалов


Аннотация:

На основе результатов расследования аварий показано, что разряд статического электричества, накопленный на поверхности изделий из полимерных материалов, может стать источником воспламенения метана в шахте. Установлено несоответствие требований действующих нормативных документов к основным критериям электростатической безопасности (поверхностному и удельному поверхностному сопротивлениям) и зависимость этих критериев от влажности воздуха. Указаны необходимости учета опасности накопления электрических зарядов на оболочках силовых кабелей, проложенных в шахтах, и проведения дополнительных исследований для обоснования их электростатической безопасности.
Для снижения поверхностного сопротивления горно-шахтных изделий и оборудования предложено использовать покрытия из полимерных металлсодержащих нанокомпозитов, которые получают совместным осаждением паров металла с его последующей полимеризацией. Другой способ — нанесение на поверхность полимерных изделий электропроводных покрытий или электропроводного поверхностного слоя. Отмечено, что для ряда изделий измерение поверхностного сопротивления затруднено из-за отсутствия требуемой ровной площадки для установки электродов и наличия металлических частей. Предложены альтернативные методы оценки электростатической безопасности.
Рассмотрены примеры использования новых неоднородных полимерных материалов, а также материалов с внутренними нитями особой формы с острыми краями. Установлено, что наиболее эффективным методом оценки их электростатической безопасности может служить испытание по воспламенению пробы взрывоопасной среды в области возникновения этих разрядов с помощью специального зонда зажигания.

М.В. Гришин, канд. техн. наук, зав. лабораторией, mvgrishin@gmail.com В.А. Уварова, д-р техн. наук, зав. отделом П.М. Гришин, инженер АО «НЦ ВостНИИ», Кемерово, Россия С.А. Прокопенко, д-р техн. наук, проф. ФГАОУ ВО НИ ТПУ, Томск, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. ГОСТ 12.4.110—82. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Костюмы шахтерские для защиты от механических воздействий и общих производственных загрязнений. Технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012664 (дата обращения: 14.07.2017).
2. ГОСТ 31610.0—2014 (IEC 60079–0:2011). Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200121998/ (дата обращения: 14.07.2017).
3. ГОСТ 31613—2012. Электростатическая искробезопасность. Общие технические требования и методы испытаний. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200098226/ (дата обращения: 14.07.2017).
4. ГОСТ 31610.32-1—2015/IEC/TS 60079-32-1:2013. Взрывоопасные среды. Часть 32–1. Электростатика. Опасные проявления. Руководство. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200135553 (дата обращения: 14.07.2017).
5. ГОСТ 32407—2013 (ISO/DIS 80079—36). Взрывоопасные среды. Часть 36. Неэлектрическое оборудование для взрывоопасных сред. Общие требования и методы испытаний. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200107184/ (дата обращения: 14.07.2017).
6. ГОСТ 20—85. Ленты конвейерные резинотканевые. Технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200017853/ (дата обращения: 14.07.2017).
7. ГОСТ Р 54772—2011. Трубы вентиляционные гибкие шахтные и фасонные части к ним. Общие технические требования и методы испытаний. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200092630/ (дата обращения: 14.07.2017).
8. ГОСТ 6625—85. Вентиляторы шахтные местного проветривания. Технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200023084/ (дата обращения: 14.07.2017).
9.    ГОСТ Р 55732—2013. Оборудование горно-шахтное. Крепь горных выработок. Сетка полимерная для ограждения горных выработок. Технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200107043 (дата обращения: 14.07.2017).
10. ГОСТ 12.4.124—83. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200006078/ (дата обращения: 14.07.2017).
11. ГОСТ 6433.2—71 (СТ СЭВ 2411—80). Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрического сопротивления при постоянном напряжении. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200011887/ (дата обращения: 14.07.2017).
12. ГОСТ 19616—74. Ткани и трикотажные полотна. Метод определения удельного поверхностного электрического сопротивления. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200018691/ (дата обращения: 14.07.2017).
13. ГОСТ IEC 60079-14—2013. Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200107189/ (дата обращения: 14.07.2017).
14. Залесский П.С., Ихно С.А. Защита горно-шахтного оборудования от статического электричества. — М.: Недра, 1989. — 133 с.
15. Шишкин И.В. Механизмы предотвращения взрывоопасного разряда статического электричества в защитной одежде для нефтегазовой отрасли// Рабочая одежда. — 2014. — № 2. — С. 6–8.
16. ГОСТ Р 53734.4.4—2015 (МЭК 61340-4-4:2012). Электростатика. Часть 4-4. Методы испытаний для прикладных задач. Мягкие контейнеры для сыпучих материалов. Классификация по электростатическим свойствам. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200124252 (дата обращения: 14.07.2017).
17. New Techniques to Evaluate the Incendiary Behavior of Insulators/ C. Buhler, C. Calle, S. Clements etc. URL: http://www.electrostatics.org/images/ESA_2008_C1.pdf (дата обращения: 14.07.2017).
18. Talarek M., Kacprzyk R. Direct ignition tests of brush discharges for explosive methane-air and propane-air gas mixtures// Journal of Electrostatics. — 2017. — Vol. 88. — P. 165–170.
19. Yang Z., Qian Wang A. Simple Approach to Measure the Surface Resistivity of Insulating Materials. URL: https://www.researchgate.net/publication/254017473_A_simple_approach_to_ measure_the_surface_resistivity_of_insulating_materials (дата обращения: 14.07.2017).

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее