CC BY
346
--------------------------------- © К.Р.Арсланов, Г.А. Дудник,
2011
К.Р.Арсланов, Г.А. Дудник
АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Приведен анализ использования взрывчатых веществ в условиях современного горного производства.
Ключевые слова: горное производство, взрывчатые вещества.
У|азрез «Нерюнгринский» являлся одним из крупнейших по--МГ требителей промышленных взрывчатых веществ в угольной отрасли. В конце 80-х годов прошлого века объем потребления ВВ для производства взрывных работ достигал 70 тыс. т. В течение 1991-1999 годов, с целью снижения затрат на взрывчатые вещества, на разрезе были внедрены высокоэффективные технологии взрывных работ с использованием промышленных ВВ, производимых вблизи горных работ.
В 1991 году на разрезе начато производство взрывчатого вещества простейшего состава гранулит УП-1, а с 1997 года - эмульсионных взрывчатых веществ сибирит-1000 (1200), которые, в основном, заменили дорогостоящие и более опасные в обращении тротилсодержащие ВВ граммонит 79/21 и гранулотол.
Гранулит УП-1 - простейшее трехкомпонентное ВВ, в котором для увеличения удерживающей способности на поверхности гранул плотной аммиачной селитры (ГОСТ 2-85) нефтепродукта применяется угольный порошок. Гранулит УП-1 характеризуется относительно низкой стоимостью, возможностью полной механизации при производстве и заряжании во взрывные скважины, высокой степенью безопасности при обращении с ним, достаточной мощностью при взрывании. Физическая стабильность гранулита УП-1 позволяет производить зарядку скважин вслед за их бурением в течение нескольких дней.
На стадии внедрения гранулита УП-1 выяснилось, что требуемое качество рыхления горных пород взрывом достигается при уменьшении сетки бурения взрывных скважин до 13% и увеличении удельного расхода до 10% (по сравнению с граммонитом
79/21). При этом следует отметить, что до конца 90-х годов во внутрискважинных линиях для возбуждения детонации в промежуточных детонаторах применялись детонирующие шнуры. Промежуточные детонаторы устанавливались либо в верхней, либо средней части заряда.
Основными недостатками гранулита УП-1 являются: низкая водостойкость, недостаточное детонационное давление при взрывании трудновзрываемых крепких пород, большое количество выделяемых при взрыве ядовитых газов.
Производственная мощность пункта производства бестротило-вых ВВ разреза составляет 50 тыс. тонн ВВ.
Для транспортирования и механизированной зарядки скважин используются зарядные машины МЗ-ЗБ, МЗ-4А.
В 1997 году была введена в эксплуатацию модульная установка по производству компонентов водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ типа сибирит-1000 (1200) по технологии ЗАО «Нитро Сибирь» мощностью 25 тыс. тонн ЭВВ.
Для доставки компонентов ЭВВ на взрываемые блоки и зарядки скважин применяются смесительно-зарядные машины МСЗ-20. Взрывчатое вещество получается непосредственно на блоке путем сенсибилизации подаваемой в скважину эмульсии.
Стоимость сибирит-1000 (1200) в несколько раз ниже стоимости гранулотола. Кроме этого, к достоинствам эмульсионных ВВ типа сибирит-1000 (1200) необходимо отнести:
- высокую степень безопасности при обращении (в процессе производства, транспортировки, применения);
- полную механизацию процессов производства и заряжания скважин;
- высокие детонационные свойства;
- использование для производства компонентов отечественного сырья;
- значительно меньшее, чем у гранулотола, токсическое воздействие на окружающую среду.
Недостаток ЭВВ сибирит-1000 (1200) в его многокомпонентном составе. Отсутствие стабильности качества компонентов ЭВВ от различных поставщиков значительно осложняет производство.
В настоящее время сибирит-1000 (1200) является основным типом водоустойчивых ВВ, применяемых при производстве взрывных работ на разрезе.
Для снижения затрат на взрывные работы, улучшения качества взорванной горной массы, разрезом постоянно совершенствуются параметры БВР, в том числе проводятся испытания новых типов промышленных ВВ собственного производства, допущенных к применению Ростехнадзором.
Мировой опыт производства и потребления простейших ВВ показывает, что ВВ, в состав которых включена пористая аммиачная селитра (ПАС), весьма эффективны при взрывании пород различной крепости и трудности взрывания. ПАС обладает высокой удерживающей способностью по отношению к жидким нефтепродуктам. Это позволяет изготавливать простейшие ВВ стабильного состава.
В настоящее время на российском рынке появились предприятия, выпускающие пористую аммиачную селитру для производства ВВ, по качеству практически не уступающую импортным аналогам.
Использование ПАС в производстве ВВ позволяет получить однородные по составу смеси, которые при взрыве образуют малое количество токсичных газов. При содержании 6% жидкой фазы нефтепродукта, удельная энергия взрыва возрастает до 30-38 Дж/кг для смесей с нулевым кислородным балансом[1].
В 2003 году, на пункте приготовления бестротиловых ВВ разреза, было освоено производство ВВ на основе пористой аммиачной селитры - гранулита РП-1, отличающегося от гранулита УП-1 более простым компонентным составом.
Гранулит РП-1 предназначен для взрывания сухих и сухой части обводненных скважин в горных породах с коэффициентом крепости до 15 по шкале профессора М.М. Протодьяконова.
Было проведено сравнение взорванных блоков (форма и размеры развалов, средний линейный размер куска горной породы, производительность экскаваторов) заряженных гранулитом УП-1, граммонитом 79/21 и гранулитом РП-1. Работоспособность грану-лита РП-1 оказалась выше, чем у гранулита УП-1 и практически эквивалентна работоспособности граммонита 79/21.
Максимальный размер куска породы 1,2-1,5 м. Средний линейный размер куска породы 0,28-0,37 м.
На всех отгруженных блоках, на участках заряженных гранулитом РП-1, экскаваторы прошли по проектным отметкам горизонта или ниже их, без затруднений при экскавации. Удельный расход
на взорванных блоках, где применялся гранулит РП-1, был уменьшен в среднем на 5-12 % по сравнению с блоками, взорванными с применением гранулита УП-1.
С увеличением глубины разреза при ведении горных работ возрастает время проветривания после производства массового взрыва, в течение которого простаивает горно-транс-портное оборудование. В период отрицательных температур продолжительность проветривания достигает, иногда, 3-х и более часов. В связи с этим, одно из преимуществ применения как гранулита РП-1, так и Сибирита-1200 (1000) - малое количество токсичных газов, образующихся при взрыве.
Использование Сибирита-1200 (1000) и гранулита РП-1 с более высокими энергетическими показателями по сравнению с гранули-том УП-1 позволило расширить сетку скважин, увеличить высоту колонки заряда, снизить удельный расход , уменьшить объем бурения и увеличить выход взорванной горной массы. В то же время применение гранулита РП-1, имеющего меньшую плотность заряжания, чем у гранулита УП-1, позволило отказаться от рассредоточенного заряда ВВ, применяемого для улучшения дробления верхней части уступа
В настоящее время в России и за рубежом, широкое применение находят смесевые ВВ. Для повышения взрывчатых характеристик ВВ, в состав эмульсионных ВВ добавляют, при разных условиях обводненности скважин, различное в процентном соотношении количество ВВ типа АМ-РО (гранэмиты (Россия), эмуланы (Швеция). Смесевые ВВ имеют высокие энергетические характеристики, меньшую по сравнению с ЭВВ стоимость.
В ЗАО «Нитро Сибирь» разработано смесевое эмульсионное ВВ сибирит-2500РЗ, предназначенное для взрывного рыхления сухих и слабообводненных пород различной крепости и трудности взрывания. При заряжании скважин сибиритом-2500РЗ формируется комбинированный заряд коаксиального типа. При этом формирование заряда коаксиальной формы происходит естественным путем вследствие принципиального различия в поведении вязкой и сыпучей среды при одновременном заряжании скважины сверху двумя смесительно-зарядными машинами МСЗ-8 или МСЗ-20 (для заряжания сибирита-1200) и МЗ-ЗБ или МЗ-4А (для приготовления и заряжания гранулита УП-1)[2].
В горно-геологических условиях разреза, совместно со специалистами ЗАО «Нитро Сибирь», проводятся испытания смесевого ВВ - Сибирит-2500РЗ. При визуальном осмотре взорванных блоков отмечено полное срабатывание сибирита-2500РЗ. При обследовании развалов на взорванных блоках отмечено более равномерное дробление горной массы по сравнению с другими блоками, где применялся гранулит УП-1.
Процесс заряжания Сибирита-2500РЗ нетехнологичен в связи с использованием при зарядке двух зарядных машин. Однако применение данного типа ВВ на разрезе возможно для взрывания пластичных пород верхних горизонтов, охваченных многолетней мерзлотой и сложенных крупноблочными песчаниками различной зернистости с карбонатно-гидрослюдистом цементом, переслаивающихся мелкозернистыми песчаниками, алевролитами, глинистыми прослоями.
Применение ВВ собственного производства позволило снизить потребление дорогостоящих и более опасных в обращении тротилсодержащих штатных ВВ до 9-10% от общего расхода ВВ на взрывные работы.
Штатное ВВ применяется в основном для взрывания угля, вскрышных пород в труднодоступных местах, где затруднено использование механизированного заряжания. Поэтому в настоящее время полностью исключить штатное ВВ из ассортимента применяемых ВВ не представляется возможным.
На разрезе определены перспективные направления по использованию ВВ собственного производства:
- применение отработанных масел, пористой селитры для производства простейших ВВ;
- производство натренированного эмульсионного ВВ с целью замены шашек-детонаторов и штатных водоустойчивых ВВ, используемых при заряжании скважин в труднодоступных местах;
- применение смесевых ВВ, изготавливаемых в процессе заряжания скважин, при взрывании трудновзрываемых пород;
- снижение использования штатного ВВ до 5% от общего количества применяемых ВВ;
- упаковка ВВ собственного производства (гранулитов) в мешкотару.
Вывод
Созданные производства бестротиловых гранулированных ВВ и компонентов ЭВВ, имеющиеся средства механизации, парк зарядных и смесительно-зарядных машин способны обеспечить разрез эффективными взрывчатыми веществами для качественного рыхления горной массы.
--------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барон В.Л., Кантор В.Х. Техника и технология взрывных работ в США. М.: Недра, 1989.
2. Жученко Е.И., Иоффе В.Б., Сундуков И.Ю. Применение смесевого эмульсионного ВВ Сибирита-2500РЗ в виде комбинированных зарядов коаксиальной формы.//Проблемы взрывного дела. Сборник статей и докладов. М.: МГГУ, 2002. ШШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------
Арсланов К.Р. - заместитель генерального директора по производству ООО «БСК-Взрывпром».
Дудник Г.А. - технический директор ООО «АЗОТТЕХ», gadudnik@mail.ru
А
