CC BY
89
© Ю.Н. Жуков, И.В. Машуков, В.М. Янкилевич, А.А. Левушкин,
A.Н. Жуков, А.Г. Сергеев,
B.Н. Никитин, С.А. Корочкин A.A. Кулряшов, 2003
YAK 622.235.2
Ю.Н. Жуков, И.В. Машуков, В.М. Янкилевич,
A.A. Левушкин, А.Н. Жуков, А.Г. Сергеев,
B.Н. Никитин, С.А. Корочкин А.А. Кулряшов
АССОРТИМЕНТ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ АЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ЗАРЯЖАНИЯ ПРИ ПОАЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ
За последние десять лет ассортимент взрывчатых веществ (ВВ) для горной промышленности значительно расширился. Разработаны и применяются эмульсионные ВВ, составы сухого смешения, их смеси и водонаполненные ВВ. Объем применения ВВ, изготовленных на местах потребления, увеличился за этот период в семь раз и был, достигнут в основном на открытых горных работах. Увеличение объемов потребления простейших составов ВВ объясняется значительной экономией финансовых средств на горных предприятиях. Применение простейших составов ВВ в 1,5-2 раза сокращает расходы на приобретение взрывчатых веществ.
На подземных горных работах, где в основном применяется граммонит 79/21, изменений в потреблении ВВ не произошло. Потребление гранулитов АС-4, АС-8, АС-4В, аС-8В практически прекратилось по причине их высокой стоимости. Изготовление гранулита А-6 (разработчик ИП-КОН) ведется в ограниченном объеме на рудниках Жезказган-ского ГОКа и Норильского ГМК.
Для расширения применения ассортимента ВВ для подземных горных работ в шахтах не опасных по газу или пыли и определения эффективности применения простейших составов институт ВостНИГРИ, ФГУП «Бийский олеумный завод» и НПО «Алтай» проводили опытные взрывы с применением различных составов ВМ на Казском руднике.
Испытывались составы ВВ с изготовлением на местах потребления: гранулит А-6, игданит, гра-нулит Д-5 и гранулит НК марки Б.
Испытания проводились при отбойке железорудного массива крепостью 14-16 по шкале проф. М.М. Протодьяконова скважинными зарядами диаметром 105 мм, при формировании воронок выпуска - диаметром 65 мм и при проведении горизонтальных выработок в шпурах диаметром 42 мм.
Испытаниями установлено, что не все составы ВВ отвечают требованиям надежного пневмотранспортирования, санитарным нормам и качеству отбойки. Отдельные простейшие составы могут применяться в определенных технологических и горногеологических условиях.
Испытание игданита проводились при отбойке массива пучками восходящих и нисходящих скважин диаметром 105 мм. Заряжание осуществлялось транспортно-зарядной машиной МТЗ-3. Изготовление игданита производилось на дневной поверхности в смесительно-зарядной машине МЗ-ЗБ при загрузке МТЗ-3. При пневмозаряжании игданита восходящих скважин обнаружено, что сжатый воздух выносит из скважины дизельное топливо и образуется его аэрозоль. Концентрация дизельного топлива в зоне заряжания превышала допустимую норму в несколько раз. Отбойка горного массива зарядами игданита произведена в полном объеме.
Гранулит А-6 (ТУ 4701-ИПКОН-05-90) в составе с амми-
ачной селитрой (92%), алюминиевым порошком АПВ (6%) и индустриальным маслом (2%) вязкостью 20 сСт, испытывался при проведении горизонтальных выработок и отбойке горного массива. Изготовление осуществлялось ручным способом. Шпуровые заряды формировались порционным зарядчиком ППШ-1М, скважины заряжались МТЗ-
3. Масса ВВ в шпурах составила 100 кг, дальность транспортирования составила 5 м. Отбойка забоя произведена в полном объеме и КИШ составил 0,9, как и при применении детонита М. Объем заряжания скважин составил 2 т при дальности транспортирования 100 м. Применялся трубопровод внутренним диаметром 40 мм. После заряжания 200 кг в трубопроводе в местах соединений образовывались пробки из омасленного алюминиевого порошка и пневмотранспорти-ровние прекращалось. Для заряжания всего объема ВВ постоянно производилась очистка соединений от налипших мелких частиц компонентов.
Гранулит Д-5 (ТУ 48-15-3394), разработанный ВостНИИ для подземных горных работ, состоящий из аммиачной селитры (92%), угольного порошка (5%) и нефтепродукта (3%), изготавливался нескольких составов из различных компонентов. Применялась угольная пыль размером 200 мкм, используемая ТЭЦ при ее сжигании через форсунки и угольный порошок размером до
0,5 мм. В качестве нефтепродуктов применялась соляровое масло вязкостью 10 сСт и индустриальное масло вязкостью 20-30 сСт. При использовании угольной пыли и любом нефтепродукте происходило пробкообразова-ние в трубопроводе после заряжания 100 кг ВМ. Пробки представляли собой вязкую массу из омасленной угольной пыли, величина пробок достигала 10-15 см в длину. Трудоемкость заряжания была очень высокой, и производительность работ
уменьшилась в 5 раз. При использовании угольного порошка размером до 0,5 мм, изготовленного на щековой дробилке стационарного пункта изготовления
ВВ Взрывпрома Юга Кузбасса (г. Междуреченск) налипание угольных частиц уменьшилось. При использовании солярового масла заряжание 2 т гранулита Д-5 происходило без остановок, хотя на стенках трубопровода наблюдалось незначительное налипание отдельных частиц угля. Отбойка горного массива зарядами гранулита Д-5 произведена в полном объеме.
Проведены испытания грану-лита НК марки Б (ТУ 727680000005-05608605-95), разработанного ВостНИИ и допущенное к применению для открытых горных работ для определения технологической возможности его применения в подземных условиях. Гранулит НК состоит из аммиачной селитры (80%) и карбамида (20%). Испытания проводились в скважинных зарядах диаметром 65 мм глубиной 10-15 м при оформлении воронки выпуска и скважинных зарядах диаметром 105 мм при отбойке руды. Заряжание скважин диаметром 65 мм осуществлялось зарядчиком ЗМК-1А с внутренним диаметром трубопровода 35 мм и дальности транспортирования 50 м. Масса гранулита НК составила 300 кг. Заряжание всего объема осуществлялось без пробкообра-зования и налипания мелких частиц на трубопровод. Производительность заряжания аналогична заряжанию граммонита 79/21. Заряжание скважин диаметром 105 мм глубиной 40 м производилось МТЗ-3 по трубопроводу диаметром 40 мм, дальность транспортирования составила 150 м. Заряжание осуществлялось без пробок и налипания мелких частиц компонентов. Пы-ление при заряжании не наблюдалось. После взрыва скважинных зарядов обнаружена непро-работка верхней части горного массива высотой 3-4 м.
НПО «Алтай» разработал гранулит ФС заводского изготовления, состоящий из аммиачной селитры (90%), порошка ферросилиция (8%) и нефтепродукта (2%). Испытания проводились при отбойке железорудных блоков пучками скважинных зарядов диаметром 105 мм. Заряжание осуществлялось машиной МТЗ-3
с дальностью транспортирования 100-200 м и внутренним диаметром трубопровода 40 мм. После заряжания 100 кг гранулита ФС в трубопроводе происходило налипание мелких фракций ферросилиция, образовывалась пробка и пневмотранспортирование прекращалось.
ВостНИИ совместно с ФГУП «Бийский олеумный завод» разработал граммонит Т-5 (ТУ 727600-046-00173769-98) для открытых горных работ, состоящий из аммиачной селитры (90,5%), тротила (5%), угольного порошка (3%) и нефтепродукта (1,5%). Проведены испытания отбойки железных руд скважинными зарядами диаметром 105 мм.
Для испытаний была изготовлена опытная партия граммонита Т-5 с нефтяным экстрактом, который являлся вязким жидким нефтепродуктом. Испытание проводилось при формировании компенсационной камеры одиночными скважинными зарядами глубиной до 38 м. Пневмозаряжание осуществлялось МТЗ-3 по трубопроводу внутренним диаметром 40 мм длиной 70 м. После заряжания 100 кг граммонита Т-5 в соединении трубопровода к зарядной машине образовывалась пробка, после чего требовалось производить очистку трубопровода.
В результате проведенных испытаний ФГУП «БОЗ» совместно с ВостНИГРИ разработал ВВ 11-го класса граммониты М марок 5, 10, 15 (ТУ 7276-039-
07511608-2000) для шахт не опасных по газу или пыли. Грам-мониты М состоят из аммиачной селитры, гранулированного тротила и угольного порошка. Цифры 5, 10 и 15 соответствуют процентному содержанию гранулированного тротила регламентированного фракционного состава, который исключает пыление, расслоение компонентов и уменьшает электризацию при пневмотранспортировании. В составах отсутствует жидкий нефтепродукт, что обеспечивает стабильное пневмотранспортирование без образования пробок.
После взрыва 15.03.2001г. зарядной машины «Ульба» на руднике «Заполярный» ОАО «ГМК
Норильский никель» при пневмозаряжании гранулита АС-8 и граммонита 79/21 Госгортехнадзор России письмом П08-10/409 от 25.04.2001г. запретил пневмозаряжание граммонита 79/21 с чешуированным тротилом.
Согласно этому решению ФГУП «БОЗ» совместно с ВостНИГРИ дополнил граммониты М маркой 21, состоящей из аммиачной селитры (79%) и гранулированного тротила (21%) регламентированного фракционного состава. Гранулированный тротил регламентированного фракционного состава (гранулотол М) выпускается по ТУ 7276-04507511608 ФГУП «БОЗ». Испытание граммонита М марки 21 в количестве 56 т проведены на Каз-ском руднике при отбойке блоков пучками скважинных зарядов. Заряжание осуществлялось машиной МЗКС-160. Дальность транспортирования достигала 300 м с подъемом на вышележащий горизонт на высоту 70 м. Транспортирование граммонита М марки 21 и заряжание производилось стабильно без пробко-образования и налипания мелких частиц компонентов на внутреннюю поверхность трубопровода. Установлено снижение запыленности тротилом при растарива-нии и загрузке в бункер зарядной машины и в зоне заряжания в 1,5-2 раза по сравнению с заряжанием граммонита 79/21 с чешуированным тротилом. Это объясняется большим содержанием пылевых фракций тротила в исходном чешуированном продукте и большим разрушением чешуек тротила при пневмотранспонтировании. Отбойка горного массива зарядами грам-монитов М марками 5 и 21 проведена в полном объеме.
На основании положительных результатов испытаний Госгортехнадзор России допустил к постоянному применению граммо-ниты М марок 21 и 5, содержащих гранулированный тротил (письмо П08-10/973 от
17.10.2001г). Отпускная цена граммонита М марки 21 соответствует стоимости граммонита 79/21.
На Казском руднике продолжаются испытания граммонитов
М марок 10 и 15, что расширит ассортимент применяемых ВВ и позволит горнодобывающим предприятиям выбрать требуемый состав по энергетическим показателям, технологическим свойствам и стоимости.
Во время пневмотранспортирования и заряжания простейших составов ВВ, гранулитов и граммонитов М для пылеподавле-ния и снижения электризации в зарядные трубопроводы подавалась вода в количестве 4-6 %.
Выводы
1. Простейшие составы ВВ должны отвечать требованиям надежного пневмотранспортирования без пробкообразования и налипания компонентов в трубопроводе, санитарным нормам по запыленности рабочей зоны, образования аэрозоля жидких нефтепродуктов и качеству отбойки.
2. В составах ВВ изготавливаемых на местах применения не должны использоваться жидкие нефтепродукты вязкостью
более 10 сСт и при дальности транспортирования более 50 м -порошки горючих компонентов фракций менее 0,5 мм.
3. Игданит и гранулит НК в подземных условиях может применяться в сухих, нисходящих скважинах диаметром более 130 мм, камерных или вертикальных концентрированных зарядах. Заряжание восходящих скважин игданитом должно осуществляться в хорошо проветриваемых выработках.
4. Разработаны граммониты М марок 5, 10, 15 (ТУ 7276-03907511608-2000) для взрывания на открытых горных работах и подземных выработках рудников и шахт, не опасных по газу или пыли, при ручном или механизированном заряжании сухих и осушенных шпуров, скважин и камер, где цифра марки соответствует процентному содержанию гранулированного тротила в смеси. Граммонит М марки 5 допущен Госгортехнадзором России к
постоянному применению письмом №0B-10/973 от 17.10.2001г.
Bзамeн граммонита 79/21, запрещенного для пневмотранспортирования в условиях шахт, не опасных по пыли или газу, ФГУП «Бийский олеумный завод» и BостHИГРИ разработан и Госгортехнадзором России допущен к постоянному применению BМ IIго класса граммонит М марки 21 (TV 727б-039-07З1 160B-2000) с использованием специального гранулотола М по TУ 7276-039-0731160b, исключающего расслоение компонентов. Граммони-ты М обеспечивают надежное пневмотранспортирование и заряжание шпуров, скважин и камер без пробкообразования и налипания частиц компонентов в трубопроводе. Bыпyск граммони-та М марки 21 осуществляет ФГУП «Бийский олеумный завод». Отпускная цена его соответствует стоимости граммонита 79/21.
KOPOTKO O¡ ABTOPAX ---------------------------------------------------
Жуков Ю.Н. - ФГУП «БОЗ».
Машуков M.B. - BостHИГРИ.
Янкилевич B./М, Левушкин Д-A., Жуков A.H., Єергеев A.H - ФГУП «БОЗ». Никитин B.H. - ООО «Кузнецкий ГОК».
Корочкин C.A., Кудряшов A.A. - Казский рудник.
