CC BY
26
| Е. А. Петров // Ye. A. Petrov [email protected]
д-р тех. наук, профессор, главный научный сотрудник ГНС АО «ФНПЦ «Алтай», Россия, 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая,!, декан инженерного спецфакультета Бийского технологического института (филиала) ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова»», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27 doctor of technical sciences, professor, chief researcher of STS JSC «FNPTs» «Altai», 1 Sotsialisticheskaia Street, Biisk, 659322, Russia, dean of the engineering special department of Biysk Technological Institute (branch) FGBOU VO "AltGTY named after I.I. Polzunov", 27 Trofimov Street, Biisk, 659305, Russia
УДК 622.235.222
О ВЗРЫВЧАТЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ И РАЦИОНАЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДЕТОНИТА М ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ON THE EXPLOSIVE CHARACTERISTICS AND RATIONAL USE OF DETONITE M WHILE HEADING THE MINE OPENINGS
Ш
Детонит M - самое мощное из нитроэфирсодержащих промышленных ВВ, применяемое для разрушения весьма крепких пород в горной промышленности. ГНС АО «ФНПЦ «Алтай» как единственный производитель нитроэфирсодержащих ВВ в России в 2003 году приступил к выпуску детонита М в патронах диаметром 32 мм. Осуществлена модернизация рецептуры с улучшением технологических параметров производства и повышением мощностных и детонационных характеристик. Однако в настоящее время отпускные цены на детонит М существенно выше, чем для аммонита 6ЖВ, и, несмотря на высокие эффективность и энергетические характеристики, сбыт его ограничен. В работе приведены результаты некоторых исследований по рациональному использованию детонита М при проходке горных выработок в условиях рудников Казского филиала «Евразруда». Применение детонита в забоях совместно с аммонитом 6ЖВ существенно увеличивает коэффициент использования шпуров и объёмы выработки с улучшением качества дробления породы.
Detonite М is the most powerful ofnitro- ether- containing industrial explosives used to destroy rather hard rocks in the mining industry. STS JSC «FNPTs» «Altai» as the only producer of nitro- ether- containing explosives in Russia in 2003 started to produce detonite M in 32 mm diameter cartridges. The recipe was modernized improving its technological production parameters and the increasing power and detonation characteristics. However, at present, the selling prices for detonite M are significantly higher than those for ammonite 6ZGV, and despite its high efficiency and energy characteristics, sales are limited. The paper presents some studies results on the rational use of detonite M while heading the openings in the Kaz branch mines of AO "Evrazruda". The use of detonite at the faces along with ammonite 6ZGV significantly increases the blastholes utilization rate and production volume with improved crushing quality.
Ключевые слова: НИТРОЭФИРСОДЕРЖАЩИЕ ВВ, ВЗРЫВЧАТЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, РАЦИОНАЛЬНОЕПРИМЕНЕНИЕ, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ВВ, ОТБОЙКА ГОРНЫХВЫРАБОТОК Key words: NITRO- ETHER- CONTAINING EXPLOSIVES, EXPLOSION CHARACTERISTICS, RATIONAL USE, AN EXPLOSIVE EFFICIENCY, MINE OPENING HEADING
аетонит M (разработка AO «ФНПЦ «Ал- ва (Ленинградская область), затем выпуск пре-
тай») - самое мощное из нитроэфир- кратился из-за снижения спроса у потребителя,
содержащих промышленных ВВ, при- Последнее связано с высокой ценой на детонит,
меняемое для разрушения весьма вынудившей горнодобывающие компании ис-
пород в горной промышленности [1]. пользовать для взрывных работ менее эффек-
До 2000 г. производился на заводе им. Морозо- тивные, но более дешевые ВВ - аммониты. В
52
то же время низкая технологичность и большой брак при изготовлении детонита не позволяли заводу-изготовителю пойти на снижение стоимости своей продукции. Жидкие нитроэфиры и мелкокристаллическая аммиачная селитра в составе обусловливают его плохую сыпучесть, склонность к налипанию при работе просеивающего, питающего и транспортирующего оборудования, особенно на фазе патронирования, а наличие алюминиевой пудры приводит к слеживанию и спеканию технологической массы и патронов, как при изготовлении, так и при хранении.
АО «ФНПЦ «Алтай» в настоящее время является единственным производителем нитро-эфирсодержащих ВВ [2]. При проектировании производства угленитов в технологию изначально закладывалось оборудование, на котором предусматривался выпуск и других мощных ВВ - таких как детонит М и аммонал Э-5 [3,4]. В 2003 г. такая потребность возникла в связи со снижением объема потребления угленитов угледобывающими компаниями и спроса на мощные ВВ. Была поставлена задача наладить выпуск детонита М, при этом учесть опыт работы завода им. Морозова и требования потребителей. Были решены две основные задачи:
- без существенного изменения компонентного состава в рамках технических условий повысить технологичность рецептуры, снизить количество брака при изготовлении и хранении;
- наладить выпуск и сохранить динамические и энергетические характеристики в патро-
нах диаметром 32 мм (завод им. Морозова выпускал патрон диаметром 36мм). Последнее важно для потребителей, так как при использовании патронов меньшего диаметра существенно снижаются затраты на бурение шпуров в массиве весьма крепких пород.
В результате научно-исследовательских и технологических работ появилась модернизированная рецептура детонита М [5], основные характеристики которой приведены в таблице 1.
Модернизированный детонит М более технологичен, менее токсичен и чувствителен к механическим воздействиям. Имеет высокую физическую и химическую стабильность в течение 12 месяцев. Сохраняет свои мощност-ные характеристики, а главное эффективность взрывного действия в патронах диаметром 32 мм 3]. Показатель «эффективность» - это разработка АО «НЦ ВостНИИ», определяющий сумму бризантного и фугасного действия патрона ВВ в натуральную величину 7]. Модернизированные партии детонита М успешно прошли промышленные испытания в условиях Кольского ГМК, Дарасунского рудника Читинской области и других предприятиях [6]. Однако в настоящее время отпускные цены на детонит М существенно выше, чем для аммонита 6ЖВ, и, несмотря на высокие эффективность и энергетические характеристики, сбыт его ограничен.
В связи с вышеизложенным в данной работе приведены результаты некоторых исследований по рациональному использованию детонита М при проходке горных выработок. Испытания
Таблица 1. Расчетные и экспериментальные характеристики патронированных аммонита 6ЖВ и
детонита М
Table 1. Calculated and experimental characteristics of patronized ammonite 6ZGV and detonite M
Характеристики Аммонит 6ЖВ 0 36, мм Детонит М
0 32, мм 0 36, мм
Теплота взрыва, ккал/кг 1030 1355
Объем газов, л/кг 895 780
Критический диаметр, мм 10,0-13,0 7,0-9,0
Плотность ВВ, гр/см3 1,0-1,2 1,25-1,30
Фугасность по Трауцлю, см3 365-380 460-500
Бризантность по Гессу, мм 14-16 18-22
Скоростьдетонации, м/с: - в бумажной оболочке - в металлической трубе 3600-4000 4800 4250-4470 4605-4980 4750-4865 5075-5230
Эффективность, мм: - в бумажной оболочке - в цементном блоке (3,5 кг) 16,1 31,2 19.7 44.8 20.3 46.4
Передачадетонации между патронами, мм: - сухие - мокрые 6-9 3-6 16-18 13-15 18-20 16-18
Рисунок 1 - Схема расположения и конструкции зарядов шпуров
Figure 1 - Borehole charges design and layout scheme
проводились в забоях рудника Казского филиала «Евразруда» [8]. Отбойка производилась в Юго-Западном блоке горизонта (-160) по породам весьма крепким, среднезернистой структуры, массивной порфировой текстуры, крепостью 14-16, класса устойчивости II. В качестве детонаторов использовались инициирующие шпуровые устройства с замедлением СИНВ - Ш. При взрыве применялся короткозамедленный способ взрывания, который в настоящее время является основным способом инициирования зарядов ВВ как на открытых, так и на подземных разработках.
Шпуры в забое располагались комплектами (рис. 1) согласно паспорту буровзрывных работ (БВР):
- врубовые шпуры (1-10), служащие для образования врубовой полости, которая создает дополнительную обнаженную поверхность, облегчающую работу зарядов вспомогательных и отбойных шпуров;
- вспомогательные и отбойные шпуры (1124), производящие основную работу по отбойке породы;
- оконтуривающие шпуры (25-43), служащие для отбойки породы по контуру выработки
Применялись варианты конструкции зарядов, приведенные на рисунке 1. В технологии взрывных работ именно конструкция заряда управляет энергией взрыва, так как коэффициент заполнения шпура по сечению и плотность ВВ определяют объёмную концентрацию энергии. Взрывные работы проводились при обратном инициировании шпуровых зарядов так, чтобы детонация распространялась от забоя шпура к устью. При зарядке шпуров основных штреков использовались два вида ВВ. В качестве основного заряда для отбойки горной массы применялось ВВ средней мощности - аммонит 6ЖВ, а для усиления взрывного действия в качестве боевика и вторичного заряда врубовых шпуров применялось более мощное ВВ - детонит М.
Эксперименты (таблица 2) показали, что по первому варианту конструкции заряда шпуров с применением детонита коэффициент использования шпура (КИШ) составил 0,9. Стаканы во врубовых шпурах отсутствовали, во вспомогательных шпурах имелись стаканы до 10 см, в оконтуривающих шпурах - не более 20 см. При ведении взрывных работ по второму варианту КИШ составил 0,92. Во врубовых и вспомогательных шпурах стаканы отсутствовали, в оконтуривающих - до 10 см. При отбойке данного забоя только аммонитом 6 ЖВ (вариант 3) КИШ составлял не более 0,72. Стаканы во врубовых и вспомогательных шпурах достигали 75 см.
Как видно из таблицы 2, применение детонита в забоях существенно увеличивает КИШ и уход выработки с улучшением качества дробления. Самый высокий показатель КИШ и уход за-
Таблица 2. Работоспособность ВВ при проходке экспериментальных забоев Table 2. The efficiency of explosives during the penetration of experimental faces
Тип ВВ Величина заряда на шпур, кг Конструкция заряда Уход забоя за цикл, м КИШ
вруб вспом. оконт.
Аммонит 6ЖВ 1,4 1,21 1,21 3 1,3 0,7
Детонит Аммонит 6ЖВ 1,4 1,21 1,21 1 1,5 0,85
Детонит Аммонит 6ЖВ 1,4 1,21 1,21 1 1,65 0,88
Детонит Аммонит 6ЖВ 0,4 1,0 0,2 1,01 1,21 2 1,71 0,91
Детонит Аммонит 6ЖВ 0,4 1,0 0,2 1,01 1,21 2 1,75 0,92
г
л
боя выявлен при зарядке шпуров по конструкции заряда (вариант 2).
аммонитом 6ЖВ при проходке горных выработок целесообразно применять в качестве основных зарядов для врубовых и боевиков для вспомогательных шпуров.
В целом результаты исследований показали, что применение детонита М в комбинации с
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ Р 52035-2003. Вещество взрывчатое промышленное. Детонит марки М. Технические условия. Введ. 2004.01.01. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2003. 8 с.
2. Адмаев В.А., Петров Е.А., Питеркин PH., Хворов А.И. Производство высокопредохранительных ВВ в ФНПЦ «Алтай» // Горный журнал. 2002. № 3. С. 43-45.
3. Петров Е.А. Производство высокопредохранительных ВВ в России // Взрывное дело. 2005. № 95/52. С. 50-58.
4. Петров Е.А., Жарков А.С., Дочилов Н.Е Научно-производственный комплекс по разработке и производству ни-троэфирсодержащих и высокопредохранительных взрывчатых веществ в России //Уголь. 2013. № 12. С. 50-53.
5. Патент RU 2259343 С1. С06В 31/48 (2000.01), С06В 25/30 (2000.01). Взрывчатый состав / Петров Е.А., Жарков А.С., Дочилов Н.Е., Ерамасов Е.А., Удовиченко В.П., Соколова Т.В., Колесников Д.В. Заявлено 29.03.2004: Опубл: 27.08.2005, Бюл. № 24
6. Питеркин PH., Просвирин Р.Ш., Петров Е.А. Технология нитроэфиров и нитроэфирсодержащих взрывчатых веществ: монография. Изд-во АлтГТУим. И.И. Ползунова, Бийск. 2012. 258с.
7. Петров Е.А., Казутин М.В., Удовиченко В.П. Современные методы исследований свойств высокопредохранительных взрывчатых веществ // Безопасность угольных предприятий: сборник научных трудов. Кемерово: НЦ ВостНИИ. 2004. С. 215-222.
8. Колесников Д.В., Петров Е.А., Копытов О.В., Корочкин С.А., Овчинников М.И. Промышленные испытания модернизированного детонита М // Материалы и технологии XXI века. М.: ЦЭИ «ХИММАШ». 2005 г. С.113-120.
REFERENCES
1. GOST R 52035-2003. Veshchestvo vzryvchatoe promyshlennoe. Detonit marki M. Tekhnicheskie usloviia. Vved. 2004.01.01. [GOSTR 52035-2003. The substance is an industrial explosive. Detonite mark M. Technical specifications. Enforced2004.01.01.]. 2003. Moscow: Gosstandart Rossii: Standards Publishing House [in Russian],
2. Admaiev, V.A., Petrov, Ye.A., Piterkin, R.N., & Khvorov, A.I. (2002). Proizvodstvo vysokopredokhranitelnykh VV v FNPC "Altai" [Production of extremely safe explosives at FNPC "Altai"]. Gorny Zhurnal - Mining Magazine, 3, 43-45 [in Russian],
3. Petrov, Ye.A. (2005). Proizvodstvo vysokopredokhranitelnykh VV v Rossii [Extremely safe explosives production in Russia], Vzryvnoie delo - Blasting work, 95/52, 50-58 [in Russian],
4. Petrov, Ye.A., Zharkov, A.S., & Dochilov, N.Ye. (2013). Nauchno-proizvodstvennyi kompleks po razrabotke i proizvodstvu nitroehfirsoderzhashchikh i vysokopredohranitelnykh vzryvchatykh veshchestv v Rossii [Research and production complex for the development and production of nitro- ether- containing and extremely safe explosives in Russia], Ugol-Coal, 12, 50-53 [in Russian],
5. Petrov, Ye.A., Zharkov, A.S., Dochilov, N.Ye., Yeramasov, Ye.A., Udovichenko, V.P, Sokolova, T.V., & Kolesnikov, D.V. (2005). Patent RU 2259343 S1. C06B 31/48 (2000.01), C06B 25/30 (2000.01). Vzryvchatyi sostav [Patent RU2259343 C1. C06V31/48 (2000,01), C06V25/30 (2000.01). Explosive composition]. Bulletin No. 24 [in Russian],
6. Piterkin, R.N., Prosvirin, R.Sh., & Petrov, Ye.A. (2012). Tekhnologiia nitroehfirov i nitroehfirsoderzhashchih vzryvchatykh veshchestv: monografiia [Technology of nitroesters and nitroester- containing explosives: monograph], Biisk: Poizunov AltGTU [in Russian],
7. Petrov, Ye.A., Kazutin, M.V., & Udovichenko, V.P. (2004). Sovremennye metody issledovanii svoistv vysokopredokhranitelnykh vzryvchatykh veshchestv [Modern methods for investigating the extremely safe explosives' properties],Bezopasnost ugolnykh predpriiatii: sbornik nauchnykh trudov - Coal enterprises safety, scientific papers collection, Kemerovo: ScC VostNII [in Russian],
8. Kolesnikov, D.V., Petrov, Ye.A., Kopytov, O.V., Korochkin, S.A., & Ovchinnikov M.I. (2005). Promyshlennye ispytaniia modernizirovannogo detonita M // Materialy i tekhnologii XXI veka [Industrial tests of the modernized detonite M // Materials and technologies oftheXXI century], Moscow: CEI "KhIMMASh" [in Russian],
55
