ТЕХНОЛОГИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНОРУДНЫХ И НЕРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ. Технология взрывных работ на горнорудных и нерудных предприятиях

• Название: Технология взрывных работ на горнорудных и нерудных предприятиях
• Дата: 22.10.2021
• Размер: 374.11 Kb.
• Имя файла: ТЕХНОЛОГИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНОРУДНЫХ И НЕРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.docx
• Тип: Документы; #253574
• страница: 5 из 7

Pages:    | 1 |

 2 

| 3 | 4 |   ...   | 7 |

 

Научно-практические конференции  >>  Конференции по Безопасности

Таким образом, можно констатировать, что при осуществлении технического перевооружения в виде пуска нового эмульсионно го модуля закрытого типа и новых СЗМ типа «Универсал» можно ожидать, при полном соблюдении параметров БВР, 100 %-й ком плексной механизации взрывных работ, повышения их безопасно сти за счет отсутствия непосредственного контакта человека с ВВ, а также роста производительности труда. Улучшение качества по лучаемого взрывчатого вещества – это повышение удельной кон центрации энергии и эффективности взрыва, сохранение стабиль ности состава в заряде и, как следствие, хорошие результаты взрыв ных работ.

ВЗРЫВЧАТЫЕ МАТЕРИАЛЫ УДК 662. СОЗДАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО НОВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ ФКП «БИЙСКИЙ ОЛЕУМНЫЙ ЗАВОД»

П.П. Переведенцев, О.М. Власов, А.А. Хрулев, А.Г. Сергеев, Д.А. Левушкин ФКП «Бийский олеумный завод» выпускает широкий пере чень взрывчатых материалов (ВМ). Совместно со специалистами ВостНИИ был разработан гранулированный взрывчатый матери ал граммонит Т-5, содержащий 5 % тротила, для открытых работ (ТУ 727600–046–00173769–98). Разрешение получено на постоян ное применение граммонита Т-5 в РФ и Республике Казахстан.

Совместно со специалистами ГосНИИ «Кристалл», АО «Взрыв пром Юга Кузбасса» и ЗАО «Взрывиспытания» разработаны, ис пытаны и выпускаются граммониты ТК-10, ТК-15 без загустите ля, применяемые для открытых работ в сухих и осушенных скважи нах, а также граммониты с загустителем ТКЗ-10, ТКЗ-15 (ТУ 7276– 055–07511608–2002) для рукавного заряжания обводненных сква жин (цифра в марках обозначает содержание тротила в составах).

Из граммонита К (ТУ 7276–054–0754608–2004) в ОАО «Взрывпром Юга Кузбасса» изготавливаются ТК-10, ТК-15.

Для использования в обводненных скважинах специалистами Бийского олеумного завода разработан граммонит П (ТУ 7276-049– 07511608–2002). Он выпускается в патронированном виде диаме трами 120, 160 и 180 мм, имеет полипропиленовую оболочку, поли этиленовый вкладыш, состав аналогичен граммониту 79/21. Грам монит П разрешен в РФ и Республике Казахстан для постоянного применения в обводненных скважинах на открытых работах.

Разработан, прошел испытания, получил разрешение Ростех надзора на постоянное применение и уже выпускается граммонит М21 (ТУ 7276–039–07511608–2000), предназначенный для подзем ных работ в шахтах, не опасных по пыли или газу. Испытания про водились совместно со специалистами ВостНИИ, ВостНИГРИ, Казского рудника, ОАО «Гайский ГОК» и ОАО «Апатит». Граммо нит М21 заменил граммонит 79/21 при зарядке в подземных усло виях и успешно замещает гранулиты АС-8 и АФ-8. Граммонит М состоит из гранулированной аммиачной селитры (79 %) и гранули рованного тротила (21 %) с регламентированным дисперсным со ставом [1, 2].

Гранулированный тротил регламентированного дисперсного со става (гранулотол М) выпускается по ТУ 7276–045–07511608. В от личие от других ВМ, применяемых для подземных работ, граммо нит М21 не содержит жидкого нефтяного компонента, что обеспе чивает его пневмотранспортирование без налипания на внутрен нюю поверхность пневмотрубы, запаха нефтепродуктов и «вывали вания» из восходящей скважины, при этом наблюдается продолжи тельная эксплуатация полиэтиленовых трубопроводов.

Во время пневмотранспортирования для снижения электриза ции в зарядные трубопроводы подается вода в количестве 4–6 %.

Критическая плотность граммонита М21 – 1,5 г/см3. Рекомендуе мая плотность заряжания от 0,85 до 1,25 г/см3 [2] Свои преимуще ства граммонит М21 показал при заряжании восходящих обводнен ных скважин в ОАО «Апатит».

В настоящее время ФКП «Бийский олеумный завод» поставляет граммонит М21 в ОАО «Приаргунское ПГХО», ОАО «Евразруда», ООО «Бакальское рудоуправление», ОАО «Апатит» [3].

В производственной практике взрывных работ большое внима ние уделяется инициированию взрывчатых материалов, т. к. от на дежности возбуждения детонации зарядов зависит не только эффек тивность отбойки и дробления горной массы, но и безопасность ве дения работ, в частности образование ядовитых газов в продуктах взрыва и наличие отказавших скважинных зарядов, разборка кото рых сопряжена с большой опасностью.

Ранее скважинные заряды инициировали в основном при помо щи детонирующего шнура (ДШ) и промежуточного детонатора, в ка честве которого чаще всего использовали прессованные тротиловые шашки Т-400Г. В связи с широким внедрением в технологию взрыв ных работ неэлектрических систем инициирования (НЭСИ) назре ла необходимость в разработке универсальных шашек-детонаторов (Ш-Д).

Испытания универсальной Ш-Д ТГФ-850Э показали их надеж ную восприимчивость к детонации как от ДШ, так и от НЭСИ в скважинах любой обводненности. Однако опыт использования ша шек ТГФ-850Э на предприятиях выявил их повышенную хрупкость при низких температурах и низкую термостойкость при 80–85 оС.

Указанный недостаток проявился в нарушении целостности шашки при работе с горячельющимися ВМ в зимних условиях 4.

Учитывая отмеченные недостатки этих изделий, сотруд никами Бийского олеумного завода были проведены научно исследовательские работы, разработана техническая документация, а с 2000 г. налажено производство и внедрение на рынок шашек детонаторов в полимерном корпусе тротилгексогеновых ТГ-П, ТГФ-П и пентолитовых ПТ-П (буква П обозначает, что шашка детонатор помещена в полимерный корпус).

Проведенные промышленные испытания показали высо кую восприимчивость к детонации от всех существующих систем инициирования и высокую инициирующую способность тротил гексогеновых ТГ-П300, ТГ-П500, ТГ-П600, ТГ-П750, ТГ-П850, ТГ П1000, ТГ-П1700, ТГ-П450-2, ТГ-П550-2, ТГ-П700-2, ТГ-П800- (ТУ 7288–035–07511608–99), ТГФ-850П (ТУ 7288–070–07511608– 2005) и зарядов подрывных (шашек-детонаторов литых) ПТ-П300, ПТ-П500, ПТ-П750, ПТ-П800, ПТ-П850 (ТУ 7288–036–07511608– 2009) в полимерном корпусе при передаче детонации ВМ. В каче стве ВМ использовались гранулиты УП-1, НП, сибирит, порэмит, граммониты 79/21, ТК, ТКЗ, П и М21.

Технические характеристики шашек-детонаторов ТГ-П и ПТ-П, по оценкам потребителей, имеют существенные преимущества:

– высокую чувствительность к импульсу и универсальность (возможность применения с детонирующими шнурами, электриче скими и неэлектрическими системами взрывания);

– высокую механическую прочность (наличие полимерного кор пуса исключает разрушение их при транспортировке и зарядке);

– пониженную чувствительность к механическим воздействиям (проверка шашек на чувствительность к скользящему удару с энер гией 500 и 1000 Дж путем сбрасывания на нее груза 5 и 10 кг с вы соты 10 м – груз имитировал зуб ковша экскаватора – показала от сутствие загораний или взрыва);

– высокую водоустойчивость;

– удобство обращения (отсутствие непосредственного контакта взрывника с ВМ);

– хороший эстетический вид.

С целью расширения ассортимента выпускаемых ВМ ФКП разра батывает эмульсионные взрывчатые материалы. Среди них эмигран П25 – патронированное промышленное эмульсионное взрывчатое вещество I класса – для ведения взрывных работ на земной поверх ности скважинными зарядами в породах любой крепости при руч ном заряжании сухих, осушенных и обводненных скважин различ ной степени прочности, диаметром не менее 100 мм, при темпера туре окружающей среды от –50 до +50 оС. Гарантийное время пре бывания в скважине эмиграна П25 с надрезанной полимерной обо лочкой, в том числе в проточной воде, до 10 суток. Эмигран П25 вы пускается в патронах в полимерной оболочке номинальными диа метрами 90, 120, 160 и 180 мм по ТУ 7276–076–07511608–2009. Га рантийный срок хранения эмигранов П25 – 12 месяцев.

Эмигран П25 содержит 25 % аммиачной селитры в виде ча стиц. На применение данного ВВ в патронах диаметром 90, 120, и 180 мм (ТУ 7276–076–07511608–2009) Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору выдано раз решение № ВМ-0183 от 13.10.2010.

Литая тротиловая шашка ТлВ-П разрабатывается с использовани ем пентолитового вкладыша в зоне действия электродетонатора. Шаш ка (заряд) изготавливается путем установки вертикального вкладыша с каналом под детонатор. Вкладыш весом 75 г выполнен из литой сме си тротила и ТЭНа в пропорции 50/50. Далее устанавливается полимер ный корпус на оснастку и заливается расплавом тротила с подачей гра нулотола в количестве 20–40 %. Изготовленные шашки ТлВ-П были подвергнуты испытаниям на полноту детонации. Полученные резуль таты свидетельствуют, что наличие пентолитового вкладыша обеспечи вает устойчивую и полную детонацию шашки ТлВ-П как в сухом виде, так и после гидроиспытаний в течение 30 суток при давлении 0,5 МПа (равносильно водяному столбу высотой 50 м).

На основании проведенных стендовых исследований подго товлен проект технических условий ТУ 7288–071–07511608– и успешно проведены приемочные испытания в промышленных условиях. Федеральной службой по экологическому, технологиче скому и атомному надзору РФ на основании представленной тех нической документации, заключения экспертизы промышленной безопасности и результатов приемочных испытаний выдано разре шение № ВМ-0202 от 13.04.2011 на применение взрывчатых мате риалов (шашки-детонаторы литые тротиловые марок ТлВ-П1-70, ТлВ-П1,5-70, ТлВ-П2-70).

Выводы 1. Предприятием разработаны, испытаны и получены разреше ния Ростехнадзора на постоянное применение граммонитов Т-5, ТК, ТКЗ, М21 и П, шашек-детонаторов ПТ-П, ТГ-П, ТГФ-850П, ТлВ-П в полимерном корпусе и эмигранов П25.

2. На граммониты Т-5, К, КЗ, ТК, ТКЗ, М21 и П, шашки детонаторы ПТ-П, ТГ-П, ТГФ-850П, ТлВ-П гранулотол М, патрон эмигран П25 ФКП «Бийский олеумный завод» получены патенты, обеспечивающие правовую защиту выпуска этой продукции.

Литература 1. Жуков Ю.Н. Ассортимент взрывчатых веществ для механизированного за ряжания при подземных горных работах [Текст] / Ю.Н. Жуков, В.М. Янкиле вич, А.Г. Сергеев, Д.А. Левушкин, И.В. Машуков, В.Н. Никитин, С.А. Корочкин, А.А. Кудряшов // Информационный бюллетень Национальной организации инженеров-взрывников. – 2002. – № 3. – С. 37–39.

2. Переведенцев П.П. Применение граммонита М21 для механизирован ного заряжания скважин и шпуров [Текст] / П.П. Переведенцев, Ю.Н. Жу ков, В.М. Янкилевич, Е.В. Соколов, А.Г. Сергеев // Взрывное дело. Выпуск № 100/57. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу». – 2008. – С. 214–218.

3. Жуков Ю.Н. Разработка и опыт применения граммонита М21 для механизи рованного пневмозаряжания скважин и шпуров [Текст] / Ю.Н. Жуков, П.П. Пере веденцев, В.Н. Аникеев, В.М. Янкилевич, А.Г. Сергеев // Горный журнал Ка захстана. – 2010. – № 1. – С. 28–29.

4. Феодоритов М.И. Новые системы инициирования скважинных зарядов сна ряжаемых механизированным способом. Опыт и проблемы / М.И. Феодоритов и др. // Взрывное дело № 92/49. – М.: МВК по взрывному делу при Акад. горн. наук, 1999. – С. 138–140.

УДК 662. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ НА КАЛИНОВСКОМ ХИМИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ С.А. Образцов Калиновский химический завод – один из лидеров в производ стве промышленных ВВ. На заводе работают линии по производству промежуточных детонаторов, смесевых и эмульсионных ВВ (ЭВВ).

Завод выпускает более десяти видов продукции, имеет шесть патен тов, в том числе один евразийский. В последние годы завод взял на правление на расширение и модернизацию производства эмульси онных взрывчатых веществ.

ЭВВ – это вещества, не содержащие в своем составе каких-либо штатных взрывчатых веществ, что делает их экологически безопас ными. На заводе совместно со шведской компанией «Яра АБ» вне дрена новая линия по производству эмульсионных ВВ, впервые в России освоен промышленный выпуск патронов из ЭВВ малого ди аметра (32–45 мм) и получено разрешение Ростехнадзора на приме нение данной продукции.

Высокий уровень автоматизации и контроль всего технологиче ского процесса на модуле «Яра» позволяют производить эмульсию высокого качества. Эмульгирование осуществляется в специальном миксере с трехфазной смесительной камерой. Трехсекционное сме шивание дает возможность получать низкодисперсную систему с размером частиц до 0,7 мкм равномерного измельчения. Автомати зация процесса и системы контроля обеспечивает четкое регулиро вание газификации эмульсии.

Для изготовления патронов ярит-М используется трехслойная полимерная пленка типа Valeron. Пленка данного типа является биориентирванной и не подвержена растяжению в процессе патро нирования. Поскольку пленка не растягивается, внутренний объем патрона остается постоянным, что также оказывает положительное влияние на процесс газификации. В качестве заменителя импорт ной пленки был найден отечественный аналог. Все вышеперечис ленные факторы позволяют предприятию изготавливать патроны диаметром до 28 мм (табл. 1). Также было испытано 30 т патронов диаметром 32 мм. Приемочные промышленные испытания прово дились на объектах ОАО «СУБР».

Кроме того, завод осуществляет доставку компонентов и изго товление ЭВВ в смесительно-зарядных машинах непосредственно на месте их применения. В зависимости от крепости пород и реоло гии при помощи СЗМ можно изготовить и зарядить 5 различных ре цептур. В настоящее время завершены промышленные испытания и оформляется разрешение на применение.

В целях увеличения номенклатуры бестротиловых взрывчатых веществ II класса специалистами завода совместно с ВостНИИ был Таблица Взрывчатые характеристики патронов ярит-М и аммонита № 6ЖВ Показатель Ярит-М Аммонит № 6ЖВ Критический диаметр, мм 22–24 4– Бризантность, мм не менее 15 не менее Скорость детонации, м/сек не менее 4500 3600– разработан гранулит ЭМ-6. Как известно, применяющиеся грам монит-М, граммонит ТМ и граммотолы Т-5, Т-10, Т-15, Т-18 и Т- являются тротилосодержащими ВВ, более опасными при обраще нии, хранении, транспортировании и применении, а также более до рогостоящими по сравнению с бестротиловыми.

Положение с применением перечисленных и других, имеющих в своем составе жидкие нефтепродукты – индустриальные масла, дизельное топливо в свободном виде, – взрывчатых веществ услож няется тем, что все они являются диэлектриками, способствующи ми накоплению зарядов статического электричества при механизи рованном и особенно пневматическом заряжании шпуров и сква жин.

Наличие вязкого нефтепродукта в совокупности с мелкоди сперсными горючими добавками и окислителями в составе ВВ спо собствует его налипанию на внутренних поверхностях зарядных шлангов и других исполнительных органов зарядных механизмов.

Кроме того, пыление взрывчатых веществ и их компонентов при механизированном заряжании шпуров и скважин приводит к поте рям экономического характера, связанным с изменением массовой доли компонентов в составе взрывчатого вещества, его кислород ного баланса, а следовательно, к снижению эффективности взрыв ных работ.

Все перечисленные отрицательные явления также способству ют возникновению аварийных ситуаций и профессиональных забо леваний персонала горнодобывающих предприятий. Решить мно гие из проблем можно применением в условиях II класса эмульси онных ВВ. Однако это невозможно из-за отсутствия допущенных к постоянному применению в данных условиях специализированных зарядных механизмов и самих ВВ эмульсионного типа в классиче ском понимании.

Разработанный гранулит ЭМ-6 представляет собой стехиоме трическую смесь из равномерно покрытых эмульсионной матрицей гранул аммиачной селитры с последующим их опудриванием горю чими порошкообразными добавками из каменного угля и алюминия (гранулы сыпучие от светло-серого до темно-серого цвета).

В гранулите ЭМ-6 мелкодисперсные горючие добавки нахо дятся в связанном состоянии, обусловленном перекристаллизаци ей аммиачной селитры и карбамида эмульсионной матрицы. При этом в межкристаллическом пространстве находятся не только по рошкообразные материалы, но и индустриальное масло с эмульга тором. Разрушение эмульсионной матрицы происходит в процессе смешения за счет сил трения о поверхности смешивающего Таблица Сравнительная характеристика взрывчатых веществ Показатель ЭМ-6 6ЖВ АС-8 Т- Теплота взрыва, ккал/кг 983 1030 1248 Тротиловый эквивалент по 1,0 1,03 1,25 0, теплоте взрыва Скорость детонации, км/с 3,2–3,6 3,6–4,8 3,0–3,6 3,1–3, Бризантность в кольце по 24–26 – 24–28 20– ГОСТ 5984, мм, не менее Критический диаметр, мм 25 4–6 18–25 механизма. Проведенная таким образом гомогенизация состава гра нулита ЭМ-6 и стехиометрическое соотношение компонентов в его составе предполагает максимальное выделение энергии взрывчато го превращения.

Эффективность действия взрыва гранулита ЭМ-6 сопоставима с эффективностью действия взрыва штатных гранулитов АС-4, АС- (ГОСТ 21987–76), аммонита № 6ЖВ (ГОСТ 21984–6). По взрывча тым показателям, а также по расчетным характеристикам и свой ствам безопасности гранулит ЭМ-6 не уступает, а по большинству показателей превосходит применяющиеся в настоящее время грам мониты М, ТМ, граммотолы Т-5, Т-10, Т-18 и Т-20 (табл. 2).

Количество токсичных газообразных продуктов, образующихся при взрыве гранулита ЭМ-6, составляет от 30 до 40 л/кг при взрыва нии заряда естественной влажности и насыпной плотности.

Промышленные испытания гранулита ЭМ-6 проводились на объектах ОАО «Высокогорский горно-обогатительный комбинат»

и ООО «СПБВР «Уралвзрыв»: ОАО «Сухоложский цемент», ООО «Бобровский карьер камня» и ЗАО «Гора хрустальная».

Помимо развития производства ЭВВ, завод также совершен ствует производство штатных ВВ. Так, в этом году был освоен вы пуск граммонита марки 21ТМЗ для подземных работ, на него полу чен патент.

Взрывчатые вещества II класса, применяющиеся в настоящее время для заряжания шпуров, скважин и камер в подземных усло виях рудников и шахт, не опасных по газу или пыли, – граммони ты М марок 5, 10, 15, 21, граммонит ТМ и граммотолы Т-5, Т-10, Т-15, Т-18 и Т-20 – содержат в своем составе либо жидкий нефте продукт в свободном виде, либо угольный порошок, которые явля ются диэлектриками и способствуют накоплению зарядов статиче ского электричества при механизированном и пневматическом заря жании. Наличие вязкого нефтепродукта в совокупности с мелкоди сперсными горючими добавками, а также пыление – являются су щественными недостатками, что было отмечено выше.

Применяемые в настоящее время бестротиловые ВВ, как прави ло, имеют низкий тротиловый эквивалент (от 0,75 до 0,93).

В условиях взрывания крепких и скальных пород (до 20 по шка ле проф. М.М. Протодъяконова) работоспособность таких ВВ явля ется явно недостаточной, что приводит к повышенному образова нию негабаритов, неудовлетворительному дроблению горной мас сы и непроработке подошв уступов взрываемых блоков при веде нии взрывных работ.

Из вышеизложенного очевидно, что не следует пренебрегать разработками новых граммонитов, в которых бы недостатки клас сического ВВ данного класса – граммонита 79/21, ГОСТ 21988– (или по ТУ 84–08628424–814–2005) были бы ликвидированы.

Граммонит 21ТМЗ ТУ изготавливается с применением оптималь ных фракций гранулотола и гранулированной аммиачной селитры и представляет собой их механическую смесь. В процессе производства применяется фракция гранулотола марок А и Б с размером гранул:

проход через сито № 3,5 по ГОСТ 3826–82, %, не менее...................... 100, а также фракция гранулированной аммиачной селитры с характери стиками гранулометрического состава:

остаток на сите с сеткой № 4 по ГОСТ 3826–82, %, не более............... остаток на сите с сеткой № 2,5 по ГОСТ 3826–82, %, не менее........... 95.

Калибровка по размеру применяемых для изготовления гра нул -тринитротолуола и аммиачной селитры позволяет исклю чить абразивное трение гранулотола о внутренние поверхности за рядных шлангов и исполнительных органов зарядных машин и ме ханизмов за счет их меньшего размера (по сравнению с гранулами аммиачной селитры), меньшей массы гранул гранулотола по срав нению с суммарной массой четырех гранул АС (соотношение масс компонентов в составе 1-ТНТ : 4АС) и вследствие нахождения гра нул гранулотола в межгранульном пространстве общей массы ам миачной селитры.

Калибровка по размеру гранулированной аммиачной селитры позволяет избежать дополнительного переизмельчения ее гранул малого диаметра и, соответственно, пыления компонента в процес се механизированной зарядки.

При этом до минимума снижается вероятность истирания гра нул гранулотола, электризация гранул -ТНТ, пыление истертого тротила и гранул аммиачной селитры, налипание подплавленного -тринитротолуола в смеси с пылью измельченной аммиачной се литры на трущиеся и вращающиеся поверхности исполнительных органов смесительного и зарядного оборудования, а также налипа ние продукта на внутренние поверхности зарядных шлангов.

Возможность применения при изготовлении ВВ пористых марок гранулированной аммиачной селитры или их смеси с гранулирован ной АС по ГОСТ 2–85 (при необходимости) позволит использовать граммонит 21ТМЗ для взрывного дробления скальных руд и пород практически любой крепости.

Калиновский химический завод закончил проведение всех при емочных испытаний и приступает к крупнотоннажному выпуску эмульсионных патронов малого диаметра ярит-М и граммонита мар ки 21ТМЗ, предназначенного для ведения взрывных работ в забоях подземных выработок.

УДК 622.235. ГЕЛЬПОР – ИНСТРУМЕНТ РЕВОЛЮЦИОННОГО ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БВР В.А. Белин, В.М. Мытарев, В.А., Стариков, В.Г. Мозговой, Н.П. Смагин, С.А. Краснов, С.И. Дорошенко, В.С. Борачук, И.В. Бригадин, В.М. Губайдуллин Основные характеристики гельпоров Из всего многообразия промышленных взрывчатых веществ (ПВВ), изготовленных по конверсионным технологиям, особый интерес представляют гельпоры ГП-2 и промежуточные детонато ры гексогенсодержащие водонаполненные (ПДГВ), разработанные специалистами Российского химико-технологического университе та им. Д.И. Менделеева [1].

Гельпоры – водосодержащие ВВ, представляющие собой компо зицию зерненных или трубчатых артиллерийских пироксилиновых порохов и гелеобразного раствора окислителей. С целью улучше ния экологических показателей при взрывах в подземных рудниках хром в составе гельпора заменен на трехвалентное железо.

ПДГВ – это механическая смесь гельпора (до 70 % от общей массы) и шашек гексогеносодержащих составов типа А-ХI-2. Для оценки взрывчатых свойств ПВВ на гелевой основе были проведе ны экспериментальные исследования параметров их детонации и работоспособности. Кроме того, с целью определения чувствитель ности и степени опасности ПВВ в обращении их заряды испыты вались в пожарах, на электростатическую безопасность, а также на воздействие пуль стрелкового оружия.

Компонентный состав гельпоров марок ГП-2У и ГП-2Д [2] при веден в табл. 1, основные характеристики испытываемых ПВВ – в табл. 2.

В дальнейшем был разработан модифицированный состав ГП-Т [5].

Таблица Компонентный состав гельпоров Содержание компонента, % Основные компоненты ГП-2У ГП-2Д ГП-Т Порох пироксилиновый 35 48 Селитра аммиачная 46 34 Натрий азотнокислый 5,5 5,0 Карбамид 3,5 3,0 Вода 10 10 Алюминиевая пудра 0 0 Гелеобразующая добавка – полиакриламид, сверх 100 % 0,5 0,5 0, Структурирующий элемент, сверх 100 % 0,15 0,15 0, Таблица Основные характеристики испытываемых ВВ Тип ВВ Характеристика ПДГВ ГП-2У ГП-2Д ГП-Т Теплота взрыва, кДж/кг 4620 3790 3580 Объем газов, л/кг 820 878 844 Кислородный баланс, % –14,0 –9 –9 – Скорость детонации, км/с 7,0 4,9–5,0 5,6 6,2–6, Критический диаметр, мм – 18–20 8–10 12– Плотность, г/см3 1,55 1,45 1,45 1, Таблица Сравнительные характеристика безопасности эталонных и гелевых ВВ Характеристика ТНТ 6 ЖВ ГП-Т ГП-2У ГП-2ДП Чувствительность к импульсу ЭД, ДШ ЭД, ДШ ЭД ДШ ЭД, ДШ Чувствительность к удару, % 20–24 16–32 – – – Температура вспышки, Со 300 330 175 175 Переход горения в детонацию – – нет нет нет Электростатичность – – – нет нет Прострел пулей, м – – – 25 Пыление среднее высокое нет нет нет Токсичность высокая высокая нет нет нет Водоустойчивость высокая средняя высокая высокая высокая Сравнительная характеристика эталонных и гелевых ПВВ по параметрам безопасности представлена в табл. 3.

Сравнительный характер воздействия взрывов зарядов типовых и гелевых ПВВ в зонах разрушения и негативного действия показан на рисунке [1–4].

Сравнительное воздействие взрывов зарядов гелевых и типовых ПВВ:

1 – разрушение негабарита;

2 – местное действие под водой;

3 – местное действие;

4 – ударно-воздушная волна (ВУВ), Рф;

5 – гидроударная волна (ГУВ), Рф;

6 – импульс ВУВ;

7 – разлет осколков (метал, бетон, грунт);

8 – разлет камней (массовый взрыв);

9 – пылевая фракция Сооружение траншей под газонефтепроводы в скальных грунтах с применением гелевых ПВВ Методы ведения взрывных работ при строительстве нефтегазопро водов в наиболее общем виде описаны в монографии Б.Н. Кутузова [6].

Наибольший объем БВР необходим при строительстве в скальных породах, где другие виды работ (расчистка полосы, валка деревьев, экс кавация грунта и др.) составляют значительно меньшую долю.

Для условий основных видов гранитов Карельского перешейка при проходке траншеи под вторую нитку Североевропейского га зопровода дана оценка относительной эффективности применения типовых и гелевых ПВВ (табл. 4). За основу принята одноразовая проходка участка длиной 500 м и объемом 2800 м3.

В качестве типовых, как наиболее распространенные и предпо чтительные, приняты в рассматриваемом случае эмульсионнонный ярит и порошковый аммонит. Под эффективностью в данном случае в основном понимается производительность БВР.

В расчетах принято условие, что типовые ПВВ применяются в патронированном виде, а гелевые – методом налива. В общей оцен ке эффективности учитываются также затраты на снаряжение сква жин. Расчетные экономические показатели представлены в табл. 5.

Экономические показатели оценивались исходя из диапазона цен для рассматриваемого региона: ЭВВ ярит – 35–40 руб/кг, ПВВ ам Таблица Расчетные значения основных параметров БВР Диаметр Количество Удельный. Масса ПВВ, Относительная Тип ВВ скважин, скважин, расход, кг/м3 кг эффективность мм шт.

Ярит 3,5 9750 70 1300 Аммонит 3,5 9750 70 1300 Гельпор 2,0 5600 70 330 4, Гельпор 1,9 5320 60 430 3, Гельпор 1,8 5040 50 590 2, Таблица Расчетные экономические показатели Вариант 1 2 3 4 Стоимость БВР, руб/м3 280 300 240 230 монит – 50–70 руб/кг, ПВВ гельпор – 100–120 руб/кг, скважина 70 мм – 120–140 руб/п.м, 60 мм – 90–100 руб/п.м, 50 мм – 60–80 руб/п.м.

Выводы 1. Применение гелевых ПВВ позволяет в 2,5–4,1 раза повысить эффективность БВР, что следует признать революционным.

2. Даже при достаточно высокой стоимости гельпора экономи ческая выгода от его применения составляет до 50 руб/м3 разраба тываемого скального массива.

Литература 1. Пат. № 2183209, Российская Федерация. Водосодержащий пороховой состав / В.Э. Анников и др. (от 26.12.2000 г.).

2. Эффективность применения ПВМ на гелевой основе в инженерном деле / С.И. Дорошенко и др. // Физические проблемы разрушения горных пород: V Меж дунар. науч. конф. (Записки Горного института. – Т. 171) – СПб.: СПГГИ (ТУ), 2007. – С. 150–152.

3. Физические основы, технологические схемы и экономические показате ли применения гелевых ПВВ / В.А. Белин и др. // Комплексная утилизация обыч ных видов боеприпасов: сб. докл. – М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2007. – С. 216–220.

4. Сравнительные расчеты сейсмического действия взрывов зарядов ТНТ и геле вых ПВВ / С.И. Дорошенко и др. // Комплексная утилизация обычных видов боепри пасов: сб. докл. – М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2007. – С. 268–272.

5. Заявка 2011109392 Российская Федерация. Водосодержащий пороховой взрывчатый состав / С.И. Дорошенко и др. (от 14.03.2011 г.).

6. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ: в двух частях: Ч. 2. Взрыв ные работы в горном деле и промышленности / Б.Н. Кутузов. – М.: Изд- во МГГУ, 2008. – С. 299–332.

УДК 622.235.213. ОСВОЕНИЕ НОВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ В.М. Мытарев, Т.В. Рычкова, В.А. Стариков На предприятии «Гефест-М» проведены подготовительные ра боты по освоению новых промышленных ВВ – гельпоров ГПС. Это водосодержащие промышленные ВВ, представляющие собой ком позицию из зерен или частиц пироксилинового пороха или смеси пироксилиновых и баллиститных порохов, аммиачной селитры и гелеобразного раствора окислителей.

Гельпоры ГПС трех марок выпускаются в патронированном виде:

1. Гельпор марки ГПС-1 – водоустойчивый, І класса, применяет ся в качестве промежуточного детонатора в скважинах;

для дробле ния негабаритной горной массы и разрушения строительных кон струкций накладными зарядами, а также для зарядов в геофизиче ской сейсморазведке. Температурный диапазон применения от – до +80 С. Выпускается в полимерных патронах диаметром 36, 45, 60, 90 мм и плоских пакетах.

2. Гельпор марки ГПС-2 – водоустойчивый, II класса, применяется в качестве промежуточного детонатора в скважинах шпуровых зарядов для дробления негабарита горных пород и строительных конструкций на открытых взрывных работах;

для скважинных зарядов на подзем ных взрывных работах при температуре окружающей среды от –30 до + 50 С. Выпускается в патронах диаметром 36, 45, 60 и 90 мм.

3. Гельпор марки ГПС-3 – водоустойчивый повышенной мощно сти, I класса, применяется в качестве скважинных зарядов на откры тых взрывных работах при температуре окружающей среды от – до + 50 С. Выпускается в патронах диаметром 60 и 90 мм.

Для изготовления гельпоров используется следующее сырье:

– порох пироксилиновый ОСТ В84–2232–85;

– порох баллиститный ОСТ В84–1943–81;

– баллиститное твердое ракетное топливо ОСТ В84–439–82;

– селитра аммиачная марки А или Б по ГОСТ 2–85;

– гель ВИА ТУ 0254–001–11327508–07;

– алюминий сернокислый по ГОСТ 12966–85 или хромокалие вые квасцы по ГОСТ 4162–79;

– песок перлитовый фильтровальный по ГОСТ 10832–91;

– пудра алюминиевая марки ПАП-1или ПАП-2 по ГОСТ 5494.

Трубчатые пороха и шашки баллиститного твердого ракетного топлива измельчаются в крошку, стружку или трубчатые элементы размерами не более 2 мм. По ОСТ В84–439–82 не допускается ис пользование магнийсодержащих составов.

Массовая доля компонентов гельпора в процентах соответству ет нормам (табл. 1).

Гельпоры патронируют в оболочки из полимерных композиций на основе полиамида. Допускается использование оболочек из дру гих полимерных материалов. Концы корпуса патрона должны быть заварены термическим способом. Заряжание гельпорами осущест вляется только ручным способом.

Таблица Состав гельпоров Норма, % Наименование компонента ГПС-1 ГПС-2 ГПС- Порох 50,0±1,0 17,0±1,0 20,0±1, Тротил – – 15,0±0, Селитра аммиачная 10,0±2,0 39,0±1,0 21,0±1, Гель ВИА 40,0±1,0 40,0±2,0 40,0±1, Пудра алюминиевая – 4,0±0,2 4,0±0, Алюминий сернокислый или хромокалиевые квас цы (сверх 100 %) 0,2±0,02 0,2±0,02 0,2±0, Гельпоры марок ГПС-2 и ГПС-3 инициируются от электродето наторов ЭД-8 по ГОСТ 9089–75 и ЭДС-1 по ТУ 84–1139–87, неэлек трических систем взрывания типа «Нонель», СИНВ, ЭДИЛИН, че тырех витков детонирующего шнура по ГОСТ6196–78 с навеской ВВ не менее 12 г/пм.

Гельпор марки ГПС-1 инициируется от электродетонаторов ЭД-8 и капсюлей-детонаторов типа СИНВ, промежуточных детона торов массой не менее 0,2 кг или других детонаторов аналогичной мощности.

Основные физико-механические и взрывчатые характеристики гельпоров отражены в табл. 2.

Таблица Основные физико-механические и взрывчатые характеристики гельпоров Величина Наименование характеристик ГПС-1 ГПС-2 ГПС- Кислородный баланс, % –16,5 –1,13 –11, Теплота взрыва, кДж/кг 3580 4340 Удельный объем газов, л/кг 885 855 Удельный объем ядовитых газов, л/кг 60–85 18–22 97– (в пересчете на СО), л/кг Плотность, г/см3, не менее 1,48 1,45 1, Скорость детонации, км/с, 5,6±0,2 4,8±0,2 5,5±0, Критический диаметр детонации, мм 12–14 12–14 14– Гельпоры являются взрывоопасными и малотоксичными веще ствами. По степени опасности при хранении и перевозке, согласно «Единым правилам безопасности при взрывных работах», утверж денным Ростехнадзором, гельпоры относятся к группе совместимо сти D.

Для ликвидации очагов пожара, в котором находятся гельпоры, применяют распыленную воду, пенные и углекислотные огнетуши тели.

Уничтожение не соответствующих требованиям безопасности гельпоров следует производить растворением их в воде, остатки по роха сжигать в соответствии с требованиями «Единых правил безо пасности при взрывных работах». Одновременно разрешается сжи гать не более 20 кг.

УДК 622.235. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ В.В. Андреев, И.В. Найгеборин В настоящее время перспективными системами инициирования массовых взрывов являются электронная и неэлектрическая. В дан ной статье рассматриваются некоторые составляющие этих систем с максимально качественными параметрами конструкций безопас ных устройств коммутации, инициирования, разводки и передачи детонации с необходимой высокоточной временной задержкой.

Существует три типа систем взрывания с электронным замедле нием: двухпроводные, многопроводные и гибридные. Все три име ют близкие технические характеристики, но ввиду сравнительно высокой цены пока не нашли широкого распространения. Програм мирование капсюлей таких систем также значительно увеличивает сложность работы взрывника. Многопроводные системы взрывания не позволяют использовать обычные электрические капсюли с пи ротехническим замедлением. Гибридные системы наиболее удобны для применения, т. к. не нарушают технологии взрывных работ и на их основе возможно выполнять смешанные системы с использова нием как электронных, так и пиротехнических замедлителей.

В настоящее время специалистами Новосибирского механиче ского завода ОАО «Искра» разработаны и допущены к применению Рис. 1. Электронный электродетонатор с замедлением российские системы цифрового взрывания – электронные электро детонаторы с замедлением ЭДЭЗ [2] (рис. 1) для работ на дневной поверхности совместно с неэлектрическими системами с нулевым замедлением. Проводятся приемочные испытания для допуска их к взрыванию в шпурах и скважинах по принятой Ростехнадзором схе ме для их зарубежных аналогов.

ОАО НМЗ «Искра» ведет работы по созданию программно го и аппаратного продукта, обеспечивающего простое и надежное взрывание создаваемых цифровых систем. Одна из таких разрабо ток, осуществляющая дистанционное программирование и взрыва ние ЭДЭЗ по системам радиомодемной связи, уже вышла на стадию приемочных испытаний и в ближайшее время будет поставляться производителям взрывных работ.

Практика взрывания скважинных зарядов системами с нулевым замедлением и задержкой взрыва с помощью ЭДЭЗ или пиротех ническими реле [3, 4, 5] дала основание для разработки нешумя щих систем замедления и разводки детонации на основе ударно воздушной трубки (УВТ).

Разводку детонации в неэлектрической системе с примене нием УВТ возможно реализовать по предложенной авторами схе ме устройства РД-УВТ [6], соединяющего в один пучок несколько ударно-волновых трубок (рис. 2). Ударная волна от одной из трубок, Рис. 2. Устройство РД-УВТ Рис. 3. Малошумящее пиротехническое реле РП-В инициируемой любым способом, воздействует потоком продуктов реакции в УВТ на другие трубки. Это достигается за счет того, что поток продуктов от инициирующей УВТ истекает в замкнутое про странство с воздушным промежутком к ударно-волновому отража телю, отразившись от которого, приобретает давление, более чем в 2 раза превосходящее падающее, и формирует волну, иницииру ющую оставшиеся трубки. При этом инициируемые УВТ также дают увеличение давления при возникновении и распространении ударно-волнового процесса. Таким образом, предложенная система разводки детонации в УВТ позволяет при размещении на свободном конце капсюля-детонатора реализовать типовые схемы неэлектри ческого взрывания, аналогичные схемам с пиротехническими реле и детонирующим шнуром, исключая при этом выгорание ВМ.

Для замедления передачи детонации через УВТ в ряды скважин нами предложено двухстороннее малошумящее пиротехническое реле для волновода (РП-В) [7] (рис. 3), в котором ударно-волновой импульс от одной УВТ зажигает воспламенительный состав, воз буждающий горение замедляющего состава. Последнее дает тре буемое время замедления и, в свою очередь, воспламеняет состав, инициирующий ударно-волновой процесс в другом отрезке УВТ.

Такое неограниченное по размерам реле позволяет применять вы сокоточные быстрогорящие пиротехнические составы, а отсутствие в нем ВВ допускает существенное снижение требований безопасно сти при перевозке, хранении и применении.

Дальнейшее повышение точности возможно достичь переходом на гибридную цифровую схему замедления. С этой целью нами раз работан модуль программируемой цифровой задержки системы не электрического взрывания (МЦЗ СИНВ) [8], схема устройства ко торого приведена на рис. 4. Принципиальное его отличие от из вестных устройств [9–11] в том, что источник питания цифровой Рис. 4. Модуль цифровой задержки МЦЗ СИНВ задержки размещается в модуле непосредственно перед взрывани ем. Перед использованием модуля, при открытой крышке, произво дится программирование электронного узла задержки, затем через ввод с помощью герметизирующей пробки фиксируется стартовый отрезок УВТ. Непосредственно перед взрыванием в модуле разме щается соединяемый гальванической связью через открытый ключ источник питания, о подключении которого свидетельствует инди катор активности. Далее крышка-фиксатор закрывается и подсоеди няется второй отрезок УВТ с мгновенным капсюлем-детонатором.

При инициировании стартового отрезка трубки срабатывает ключ сенсор, запуская с помощью электронного ключа узел программи руемой задержки, работа которого завершается запуском воспламе нителя, вызывающего инициирование УВТ и капсюля-детонатора, чем и завершается работа устройства системы неэлектрического взрывания.

Выполнение модуля отдельным узлом позволяет обезопасить проведение взрывных работ, а также облегчает условия хранения и транспортировки, т. к. даже с источником питания он эквивалентен по степени опасности единичной спичечной головке. Возможность программирования времени замедления при открытой крышке по зволяет оперативно вносить коррективы в схему взрывания забоя или блока при изменяющихся горно-геологических и иных услови ях. Размещение в модуле источника питания непосредственно пе ред взрывом существенно повышает надежность работы системы, исключая появление разряженных источников при долговременном их хранении в неразборных модулях. Кратковременность эксплуа тации источников питания позволяет применять одноразовые деше вые элементы, при этом не исключается и возможность использова ния ионистора, магнитоиндукционных, пьезоэлектрических и иных источников тока, применяемых в прототипах.

Следует заметить, что такие реле ограничивают область при менения систем неэлектрического взрывания с УВТ, заставляя по требителя применять равной длины отрезки УВТ при многоточеч Рис. 5. Электронное реле РЭ ном инициировании скважинных зарядов. Однако этого можно из бежать, применяя в сочетании с цифровым реле узел коммутации [12] (рис. 5). Устройство безопасной коммутации и инициирования электрического замедлителя обеспечивает инициирование n-го чис ла электродетонаторов, где n определяется гарантийной величиной импульса тока, формируемого во взрывной цепи. Перед использо ванием реле, при открытом люке, производится программирование электронного узла задержки, затем через держатель-гайку с помо щью герметизирующей втулки фиксируется отрезок волновода. Не посредственно перед взрыванием в модуле размещается соединяе мый гальванической связью через сенсор источник питания, о под ключении которого свидетельствует индикатор готовности. Люк за крывается и подсоединяются отрезки выводных проводов с мгно венными электродетонаторами. При инициировании стартового от резка волновода срабатывает сенсор, запускающий узел программи руемой задержки, по истечении времени замедления которого соз дается передача инициирования электродетонаторам.