CC BY
81
УДК 635.232
В.П. Доманов
ОАО «НЦ ВостНИИ» Е.И. Беседин
ОАО «Ольжерасское шахтопроходческое управление»
A.И. Перепелицын, А.В. Макаров Ростехнадзор
B.И. Климов
ОАО «НЦ ВостНИИ»
Состояние и перспективы применения системы инициирования неэлектрического взрывания в угольных шахтах
Использование при взрывных работах в угольных шахтах системы неэлектрического инициирования шпуровых зарядов в комплекте с устройством УРсБ, распыляющего огне-гасящий порошок, обеспечивает создание инертной среды перед взрывом комплекта зарядов. Применение СИНВ-Ш в комплекте с УРсБ позволяет значительно сократить время на подготовку забоя к взрыванию, а также повысить эффективность и безопасность взрывных работ.
Ключевые слова: ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ, ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА, ИНЕРТНАЯ СРЕДА, УСТРОЙСТВО РАСПЫЛИТЕЛЬНОЕ УРсБ, СИСТЕМА НЕЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЗРЫВАНИЯ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
V.P. Domanov, Ye.I. Besedin, A.I. Perepelitsyn, A.V. Makarov, V.I. Klimov. State and prospects of non-electric blast initiation system usage at coal mines.
Usage of non-electric initiation system of blasthole charges during blast works at coal mines together with URsB device which sprays fire suppressing powder provides building of inert environment before blasting of a set of charges. Usage of SINV-SH together with URsB allows to reduce considerably the time necessary to prepare the face for blasting and also to increase efficiency and safety of blast works.
Key words: BLAST WORKS, EXPLOSIVES, MINE OPENING, INERT ENVIRONMENT, SPRAYING DEVICE URsB, NON-ELECTRIC BLASTING SYSTEM, EFFICIENCY AND SAFETY OF BLAST WORKS
В сочетании с использованием предохранительных ВВ соответствующего класса, соблюдением параметров паспорта буровзрывных работ эффективным способом обеспечения безопасности взрывных работ (ВР) в забоях шахт, опасных по газу и пыли, является инертиза-
ция призабойного пространства горных выработок перед взрывом комплекта зарядов, предназначенных для разрушения горного массива. Наиболее распространенным способом создания инертной среды в настоящее время является распыление воды из сосудов (пластиковые мешки) с водой путем взрыва помещаемых в них зарядов ВВ (водораспылительная завеса).
Однако такой способ инертизации имеет ряд существенных недостатков, так как при устройстве водораспылительной завесы необходимо выполнение двух основных условий: первое - обязательно наличие достаточного количества сосудов с необходимой массой воды в них; второе - правильная схема их расположения в забое (выдержка высоты подвески сосудов над почвой выработки, расстояния их от забоя и между ними, а также правильное расположение распыляющего патрона ВВ в сосудах и др.). Все эти требования в реальных условиях не всегда могут быть выполнены из-за субъективных факторов по причине дополнительных затрат времени, нарушения технологии установки сосудов и др. Кроме этого, за время до взрывания зарядов при передвижении взрывника от забоя к месту производства взрывания возможна утечка воды из сосудов при нарушении их герметичности, например кусками горной породы, что автоматически приводит к нарушению параметров взрывозащиты. По этой причине в реальных условиях не исключается взрывание в забое и без создания такой водораспылительной завесы.
В настоящее время при ведении взрывных работ на шахтах Кузбасса при проходке породных забоев в опасных по газу шахтах находит применение новый способ обеспечения безопасности, основанный на использовании устройства распылительного с блокировкой взрывной сети (УРсБ) в комплекте со средствами неэлектрического взрывания СИНВ-Ш.
Устройство УРсБ представляет собой пластиковый сосуд 1 (рисунок 1), заполненный ог-негасящим порошком 2.
1
Рисунок 1 - Схема устройства УРсБ
Внутри сосуда расположена трубка 3, служащая для размещения до 20 волноводов СИНВ-Ш. Трубка снаружи обмотана детонирующим шнуром (ДШ) 4, при взрыве которого происходит распыление огнегасящего порошка и инициирование волноводов СИНВ-Ш. Инициирование ДШ осуществляется прикрепленным к нему электродетонатором (ЭД) 5 мгновенного действия.
Порядок использования описанных средств следующий: для взрывания шпуровых зарядов используются СИНВ-Ш со временем замедления не менее 50 мс; патрон-боевик располагают первым от дна шпура, то есть применяется обратное инициирование зарядов; в зависимости от сечения забоя, а следовательно, и от количества шпуровых зарядов, при каждом взрыве используется от 2 до 6 УРсБ; их подвешивают на рейках на расстоянии 0,2 м от забоя (рисунок 2); внутрь трубок вводят волноводы СИНВ-Ш; из ЭД, помещенных в УРсБ, монтируется взрывная сеть.
с—г
СИНВ-Ш
Рисунок 2 - Схема установки устройств УРсБ в забое и конструкция шпурового заряда
При срабатывании ЭД за счет взрыва ДШ происходит распыление огнегасящего порошка и инициирование волноводов СИНВ-Ш, которые через 50 мс начинают инициировать заряды в шпурах.
Новый способ создания инертной среды по отношению к метановоздушной смеси, основанный на применении для инициирования СИНВ-Ш устройства УРсБ в сравнении с традиционным созданием водораспылительных завес более надежен и имеет следующие преимущества:
а) устройство УРсБ является средством инициирования волноводов СИНВ-Ш и без его применения, то есть без предварительного создания инертной среды перед взрыванием шпуровых зарядов, невозможно осуществить их подрыв;
б) расположение устройств УРсБ в забое при необходимости инициирования зарядов (каждое только до 20 шт.) такое, что взрывник вынужден соблюдать только ту схему расстановки СИНВ-Ш, которая предусмотрена паспортом БВР;
в) применение СИНВ-Ш совместно с УРсБ ускоряет монтаж взрывной сети и визуальную проверку качества ее монтажа, так как исключаются пропуски (неприсоединение) шпуровых зарядов и вследствие этого возникновение их отказов. СИНВ-Ш не чувствительны к зарядам статического электричества и блуждающим токам, менее чувствительны к механическим воздействиям, чем ЭД, исключаются групповые отказы зарядов, которые нередко наблюдаются при использовании ЭД, особенно при взрывании большого количества (100 шт. и более) шпуров. Отказы ЭД происходят по причине возникновения утечек тока в электровзрывных сетях при обдирании проводников в шпурах или касании их соединений поверхности забоя. Исключается выдергивание средства инициирования (СИ) из патрона-боевика и выброс частиц СИ из шпура в случае отказа патрона ВВ. Это достигается за счет того, что капсюль-детонатор СИНВ-Ш в связи с конструктивной особенностью устройства располагается первым у дна шпура, то есть применяется обратное инициирование заряда. Это обстоятельство также исключает возможность взрыва детонатора вне патрона ВВ.
За период применения описанного способа при проходке породных забоев различного назначения на основании разрешения Ростехнадзора в угольных шахтах ЗАО «Распадская угольная компания» «Ольжерасским шахтопроходческим управлением» в 2006-2008 гг. пройдено около 8 км горных выработок (таблица 1).
Таблица 1 - Объем проходки горных выработок за 2006-2008 гг. с применением УРсБ в комплекте с СИНВ - Ш
Шахта Наименование выработки Объем проходки по годам, м
2006 2007 2008 Итого
ЗАО «Распад-ская-Коксовая» Вентиляционный наклонный ствол № 1 244 595 502 1341
Вентиляционный наклонный ствол № 2 467 646 340 1453
Транспортный наклонный ствол 794 647 517 1958
ОАО «Распадская» Околоствольный двор 955 1115 801 2871
Вспомогательный ствол № 6 - - 24 24
Всего: 2460 3003 2164 7647
Опыт использования данного способа показал, что, кроме обеспечения безопасности, значительно повышается эффективность взрывных работ за счет следующего:
- надежности инициирования СИНВ-Ш (отсутствие отказов при ведении ВР);
- уменьшенного разброса горной массы после проведения взрывных работ (до 5-6 м от
забоя);
- сокращения на 20% времени на монтаж взрывной сети (ввод волноводов СИНВ-Ш в УРсБ и монтаж электровзрывной сети, содержащей от 2 до 6 шт. электродетонаторов) по сравнению со временем на монтаж сети, содержащей до 120 шт. электродетонаторов;
- увеличения КИШ до 0,95 и улучшения качества дробления горной массы.
В связи с положительными результатами применения данного способа предприятие планирует дальнейшее его использование. Сведения о паспортах буровзрывных работ для проходки планируемых выработок приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Сведения о паспортах БВР горных выработок, проходка которых планиру-
ется в 2009 г.
Шахта Наименование выработки Сечение выработки, м3 Количество шпуров на цикл Количество УРсБ Общее время-замедления, мс КИШ Время монтажа взрывной сети, мин
1 2 3 4 5 6 7 8
ЗАО «Рас- падская- Коксовая» Вентиляционный наклонный ствол № 1 27,2 111 8 10000 0,96 15
Вентиляционный наклонный ствол № 2 30,6 138 7 1 0000 0,9 40
Транспортный наклонный ствол 22,6 94 5 10000 0,9 20
Главный конвейерный квершлаг околоствольного двора гор. -210 м блока №4 21,2 99 5 10000 0,9 25
ОАО «Распад-ская» Главный путевой квершлаг околоствольного двора гор.-210 м вентиляционного ствола блока №4 23,2 1 26 6 9000 0,9 30
Окончание таблицы 2
1 2 3 4 5 6 7 8
Водосборник №1 околоствольного двора гор. -210 м блока № 4 21,2 60 4 10000 0,95 30
ОАО «Распадская» Дренажная сбойка околоствольного двора гор. -210 м вентиляционного ствола блока №4 10,6 53 4 8000 0,95 20
Наклонный ходок в водосборник №1 на участке сопряжения № 12 околоствольного двора гор. -210 м блока № 4 15,3 50 4 10000 0,95 30
При проходке наклонных вентиляционных стволов планируется вскрытие угольных пластов. Так, например, вентиляционным стволом № 2 должны быть вскрыты угольные пласты III, и VI. Угольные пласты III, и VI мощностью 10-11; 10,49-11,05 и 5,25 м на глубине их вскрытия от поверхности 374-430 м имеют природную газоносность 18; 18,5-19,0 и 19,5 м /т, соответственно. На отметке их вскрытия они относятся к угрожаемым по горным ударам и угрожаемым по внезапным выброса угля и газа.
Использование описанного в настоящей статье устройства УРсБ в сочетании с неэлектрической системой инициирования СИНВ-Ш обеспечивает безопасность взрывных работ за счет надежного создания инертной среды перед взрывом шпуровых зарядов. Кроме этого, применение комплекта позволяет значительно сократить время на подготовку забоя к взрыванию, а также повысить эффективность взрывных работ.
В настоящее время проведены необходимые работы для получения разрешения Рос-технадзора на применение этого комплекта в опасных условиях угольных шахт ЗАО «Распад-ская угольная компания». Это позволит при сохранении уровня безопасности взрывных работ иметь высокие темпы проходки горных выработок и получить исходные данные для использования предлагаемых средств в других угольных регионах России.
