ТЕХНОЛОГИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНОРУДНЫХ И НЕРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ. Технология взрывных работ на горнорудных и нерудных предприятиях
 Скачать 374.11 Kb.
|
|
Умоляю, не втирайте мази от остеохондроза и болей в ... Чтобы вылечить суставы, протрите проблемное место спирт и на ... ПОДРОБНЕЕ  Чазова: "Не пейте таблетки от давления, от них только будет ... Вот совет дороже денег: капните пару капель обычного... ПОДРОБНЕЕ  Ирина Чазова: Не стоит лечить повышенное давление таблетками Совет для гипертоников! Добавляйте с утра в стакан воды... ПОДРОБНЕЕ Применение безопасной системы высокой точности иниции рования с заданной временной задержкой действия устройства и разводкой инициирующего импульса представляется своевремен ным перспективным шагом в совершенствовании как самих средств взрывания, так и условий ведения взрывных работ. Реализация устройства возможна в горнодобывающих отраслях, где уже дав но используется УВТ. Реле высокой точности с применением n-го числа одновременно инициируемых мгновенных электрических капсюлей-детонаторов позволяет осуществлять многоточечное эко номичное инициирование заряда. Рис. 6. Пусковой элемент ЭП-УВТ Рис. 7. Устройство «Искра-Т» Другими заслуживающими интереса разработками ОАО НМЗ «Искра» являются: – элемент пусковой УВТ (ЭП-УВТ) (рис. 6), предназначен для инициирования одного волновода, особенно удобен в массовом взрывании. – устройство «Искра-Т» (рис. 7), предназначено для иниции рования с высокой точностью замедления боевиков скважинных и шпуровых зарядов при проведении взрывных работ на земной по верхности и в подземных выработках шахт и рудников. Однако из за высокой стоимости (9–10 долл. США) оно пока не нашло боль шого интереса у производственников. Таким образом, потребителям предлагаются разные варианты моделей и конструкций, из которых рассмотрены самые перспек тивные выносные элементы инициирующих устройств средств мас сового взрывания по параметрам экономичности, безопасности, по требности, надежности, герметичности, экологичности, удобства и оперативности. Литература 1. Обзор существующих систем управления взрывом промышленных ВВ / Е.В. Колганов и др. // Взрывное дело. – № 104/61. – М.: ЗАО МВК по взрывному делу при АГН, 2010. – С. 157–174. 2. Пат. 2211435 Российская Федерация. Детонирующее устройство / В.В. Ан дреев, А.Г. Игнатенко, А.Г. Неклюдов, В.И. Нифонтов, Ю.М. Прокопьев, С.Г. Тягу нов (27.08.2003 г.) 3. Зыков А.В. Опыт применения СИНВ и ЭДЭЗ в ОАО «Взрывпром» Юга Куз басса / А.В. Зыков, В Н. Таекин, И. В. Тимошин // Взрывное дело. – № 101/58. – М.: ЗАО МБК по взрывному делу при АГН, 2009. 4. Андреев В.В. Особенности применения систем взрывания с электронным за медлением / В.В. Андреев // Взрывное дело. – №104/61. – М.: ЗАО МБК по взрыв ному делу при АГН, 2010. – С. 229–234. 5. Андреев В.В. Особенности взрывания скважинных зарядов современными систе мами инициирования / В.В. Андреев, Ю.И. Тятюшкин, Е.Н. Шер // Развитие ресурсо сберегающих технологий во взрывном деле: докл. Всерос. науч. конф. / ИГД УрО РАН; отв. ред. В.Г. Шеменев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2009. – С. 165–175. 6. Пат. 2396509, Российская Федерация. Разветвитель детонации в ударно волновых трубках (УВТ) / В.В. Андреев, В.А. Зыков, А.С. Иванов, И.В. Найгебо рин, И.Д. Поникарев (10.08.2010 г.). 7. Пат. 2431110, Российская Федерация. Пиротехническое реле (РП) двухсто роннего действия для ударно-волновых трубок (УВТ) / В.В. Андреев, И.В. Найге борин, А.С. Садовников (30.04.2008 г.). 8. Заявка 2011134919, Российская Федерация. Устройство модуля програм мируемой цифровой задержки системы неэлектрического взрывания и способ его применения / В.В. Андреев, И.В. Найгеборин, А.Ю. Ульянкин (19.08.2011 г.). 9. Пат. 2349867, Российская Федерация. Капсюль-детонатор с электронной за держкой / В.В. Андреев, И.В. Гашев, А.С. Иванов, А.Г. Игнатенко, И.В. Краси ков, И.А. Лысых, А.Г. Неклюдов, В.И. Нифонтов, А.В. Пеньков, С.М. Пищенюк, Ю.М. Прокопьев, В.В. Саяпин, С.Г. Тягунов (20.04.2006 г.). 10. Pat. US 5,942,718, Electronic delay detonator патент на изобретение / Мarco Antonio Falquete, Reginaldo Jose Pellin. (24.08.1999). 11. Раt. US 5,173,569. Digital delay detonator / Robert G. Pallanck, Kenneth A. Rode (22.12.1992). 12. Андреев В.В., Найгеборин И.В. Реле высокой точности для задержки взрыв ных процессов // Заявка на изобретение RU 2011 (12.2011 г.) УДК 622.235.213. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИГДАНИТОВ И ANFO Ю.В. Ковтун Для добычи полезных ископаемых созданы и используются сот ни промышленных взрывчатых веществ. Правильный выбор базо вого ВВ повышает уровень безопасности взрывных работ и поло жительно влияет на экономические показатели горного предприя тия. Основные критерии выбора ВВ: возможность использования в конкретных горно-геологических условиях, максимальная безопас ность и технологичность, оптимальная стоимость. Статистика свидетельствует о сохраняющейся мировой тен денции роста объемов применения современных водоустойчи вых (в первую очередь, эмульсионных) ВВ, но абсолютным лиде ром по-прежнему остаются простейшие аммиачно-селитренные ВВ (ANFO). Следует отметить, что данная статистика в большей мере справедлива для дальнего зарубежья. В России и странах СНГ ана логи ANFO – игданиты и гранулиты – не заняли той ниши и тех про порциональных объемов применения, которые достигнуты за рубе жом. Причина здесь не только в более сложных горногеологических и гидрологических условиях (эти показатели довольно условны, их сложно объективно оценить и проверить). Очевидны другие при чины. Отечественные игданиты и гранулиты уступают зарубежным ANFO в качестве и стабильности взрывчатых характеристик, а сме сительная и зарядная техника – в технологических возможностях. Решив эти проблемы на государственном уровне, многие средние и мелкие горные предприятия, для которых строительство эмульси онных заводов слишком дорого, смогли бы перейти на использова ние собственных качественных простейших ВВ. При этом, помимо снижения затрат на ВВ, решилась бы проблема снижения огромных объемов перевозки опасных грузов – «штатных» ВВ. И все-таки, в чем причина успеха и лидерства ANFO? Почему они часто предпочтительнее самых современных эмульсионных ВВ? Почему российские игданиты и ANFO, имея идентичную хи мическую формулу, далеко не одно и то же? Почему за границей ANFO является эталонным ВВ, его свойства изучены, характери стики стабильны и многократно проверены, с ними сравниваются другие ВВ? И почему результаты использования российских игда нитов не удовлетворяют потребителей в полной мере? В данной работе акцентируется внимание на факторах, особен ностях и требованиях, строгое соблюдение которых приблизит иг даниты к ANFO не только на основании одинакового химическо го состава, но и по взрывчатым характеристикам и эффективности взрывания. Основу статьи составляют выдержки (выделено курси вом) из Руководства по применению АNFO (Швеция, 2004 г.), кото рые дополняются краткими комментариями автора и ссылками на опыт использования игданитов и гранулитов на предприятиях Рос сии. 1. Оптимальные взрывчатые характеристики ANFO можно достичь только при обязательном соблюдении основных правил и требований, а именно: – компоненты, из которых изготавливается ANFO (окисли тель, горючее, энергетические и иные добавки), должны быть ка чественными и обладать специальными свойствами; – соотношение окислителя и горючего в составе АNFO должно быть оптимальным (по горючему – 5,5–5,6 %) в любой максималь но малой отдельности заряда и на протяжении всего времени от из готовления ВВ до взрыва. Последнее уточнение крайне важно, но и выполнить его не просто. 2. Основное сырье для ANFO – нитрат аммония (окисли тель). Для лучшего понимания требований к окислителю рассмо трим увеличенное изображение двух гранул аммиачной селитры (АС). На рис. 1 пористая АС с закрытыми порами, аналогичная вы пускаемой в России. Для низкокачественных гранул нитрата аммо ния с большими порами кратерной формы характерно удовлетвори тельное, но не быстрое поглощение дизельного топлива при смеши вании. За счет наличия на поверхности гранулы плотной, непори стой пленки горючее дольше проникает в поры гранул АС. Как ни странно, но это свойство, в совокупности с несовершенными струй ными устройствами подачи дизельного топлива в поток АС, позво Рис. 1. Гранула пористой АС, используемой для приготовле ния российских игданитов ляет делать смешивание равномерным. Однако со временем, из-за отсут ствия капиллярных сил и низкой удерживающей способности гранул, воз можно расслоение горю чего и окислителя в упа ковке при хранении или в заряде насыпной плотно сти. Чем больше времени пройдет с момента изго товления ВВ до его взры ва, тем негативнее бу дут последствия: сниже ние чувствительности к детонации, низкая скорость детонации, уве личение критического диаметра, незавершение взрывной реакции. Если рассматривать гранулу АС как малую отдельность заряда, то по рис. 1 видно, что в разных частях этой отдельности окислитель и горючее не будут оптимально распределены. Требования, изложен ные в п. 1.2., не выполняются. Эти негативные факторы несколько сглаживаются в зарядах большого диаметра, а также при пневмо заряжании (за счет разрушения части гранул и получения мелкоди сперсного заряда увеличенной плотности). Гранулированная плотная АС ГОСТ 2–85 без предварительной подготовки обладает худшими взрывчатыми характеристиками и в настоящей статье не рассматривается, хотя в России на ее основе продолжают изготавливать игданиты и гранулиты, в том числе – для использования в зарядах малого диаметра. Высококачественные гранулы нитрата аммония с многочис ленными микроскопическими открытыми порами (рис. 2) отлича ются высокой степенью и скоростью поглощения дизельного то плива, а также высокой удерживающей способностью. При откры тых порах за счет капиллярных сил происходит быстрое и равно мерное распределение окислителя и горючего в грануле АС. След ствием является возможность длительного хранения, хорошая чувствительность к детонационному импульсу, высокая скорость детонации.  Умоляю, не втирайте мази от остеохондроза и болей в ... Чтобы вылечить суставы, протрите проблемное место спирт и на ... ПОДРОБНЕЕ  Сайт знакомств для реального общения! Бесплатная регистрация Девушки, которые ищут себе пару, знакомятся ТУТ! ... ПОДРОБНЕЕ  100% копия iPhone 5S: емкость батареи на 50% больше Камера - 8 Мрх, процессор - 4 ядра. Стоит в 6 раз дешевле ... ПОДРОБНЕЕ dialogdv.ru  Огромный сайт ХОЛОСТЯЧЕК. Здесь БЕСПЛАТНАЯ регистрация Самые КРАСИВЫЕ и одинокие девушки ждут только тебя... ПОДРОБНЕЕ Рис. 2. Гранула пористой АС, рекомендуемой для изготовления АNFO В России АС такого качества не производит ся. Для изготовления ка чественного ANFO на ее основе должно при меняться смеситель ное оборудование, обе спечивающее мелкоди сперсную подачу ДТ в поток гранул АС (фор сунки, распыление ДТ). Иначе, при струй ной подаче ДТ и высо кой поглотительной и удерживающей способности, часть гранул сразу способна впитать и удерживать в себе горючее сверх оптимальной пропорции, а дру гая часть будет обеднена горючим. Диспропорция сохранится в про цессе дальнейшего перемешивания и хранения. Расслоения заряда не произойдет, но и оптимального распределения горючего с окис лителем в малой отдельности заряда не получим. Первый опыт опробования такого класса АС в промышлен ных масштабах приобретен в ОАО «Апатит» при производстве гранулитов (сентябрь, 2008 г.). Изготовитель «Яра АБ», Швеция. Официальных результатов опробования нет. Окислитель – высококачественный нитрат аммония, приллиро ванный, пористый (AN-PP) должен обладать следующими харак теристиками: – маслопоглощение и удерживающая способность более 7 %. Высококачественный AN-PP при эффективном смешивании спосо бен поглотить, распределить по пустотам и удержать одно и то же количество масла (дизельного топлива). – прочность гранулы – более 0,3 кг. Гранулы испытывают меха нические воздействия в процессе транспортировки и могут частич но разрушаться. Этот процесс ускоряется под действием влажно сти и цикличных изменений внешней температуры. Разрушению в большей мере подвержен внешний, периферический слой АС в упа ковке. Процент разрушенных гранул для одних и тех же условий доставки и хранения будет меньшим, если АС перевозится и хра нится в больших объемных контейнерах (в сравнении с фасовкой в мешки). Показатель прочности важен, т. к. даже частично разру шенные гранулы АС снижают технологичность процесса изготов лении ANFO и усложняют процесс формирования заряда, особенно при пневмозаряжании. – влажность – ниже 0,25 %. Вода в порах АС препятствует про никновению туда оптимальному количеству ДТ. Часть не попавше го во внутрь гранулы ДТ будет сначала распределяться по ее наруж ной поверхности, а далее может стечь в нижнюю часть заряда. Вода снижает прочность и ускоряет разрушение гранул, резко увеличи вая слеживаемость АС при плюсовой температуре. Продукт стано вится непригоден к дальнейшим технологическим операциям. При хранении влажной АС при низких температурах возможна выкри стализация воды из гранул АС в виде мельчайшей ледяной пыли, ко торая при определенных неблагоприятных условиях способна кон центрироваться и создать опасные условия при прямом контакте с мелкой фракцией алюминия (реакция окисления, протекающая с ра зогревом и выделением водорода). – рассыпчатость после хранения – важный технологический показатель, особенно для предприятий, не имеющих возможности цикличных поставок и быстрого расходования АС. На влажность, рассыпчатость, сохранение прочности гранул существенно влия ет правильный выбор тары, способа доставки и хранения АС. Для сравнения: пористая АС фирмы «Яра», поставленная в мешках по 35 кг в ОАО «Апатит», сохранила свою первоначальную рассыпча тость спустя два года после поставки. В то же время отдельные пар тии АС российских поставщиков теряют свою рассыпчатость еще по пути к потребителю. – насыпной вес ниже 0,85 кг/см3. Это косвенный показатель пористо сти. Примечательно, что импортная пористая АС может изготавливать ся с заданной, фиксированной пористостью (низкоплотная – 0,76 г/см3, средней плотности – 0,85 г/см3; плотная пористая – 0,90 г/см3). – низкое содержание инертного покрытия гранул (или его от сутствие). Данное покрытие применяется производителем для сни жения слеживаемости и повышения технологичности операций с АС. Для приготовления ANFO малое количество инертных покры тий несущественно. В то же время за рубежом действуют ограниче ния по органическим добавкам (0,02 %), выше чего АС классифици руется как ВВ. В зависимости от применяемой на горном предприя тии технологии переработки АС, инертные добавки могут влиять на применяемое оборудование, т. е. засорять линии транспортировки, резко сокращать «живучесть» эмульсии. – постоянство гранулометрического состава. Для изготовле ния ANFO следует применять гранулы малого (1 мм) и среднего (2 мм) диаметра, имеющие к тому же открытые поры. Доказано, что гранулы указанных размеров имеют наилучшие показания скорости детонации. Гранулы с той же качественной структурой, но больше го диаметра (4–5 мм) снизят плотность заряда и удельную концен трацию энергии. Последствия использования низкокачественных пористых гра нул нитрата аммония: – возможность стекания дизельного топлива вниз, при этом на рушается гомогенность заряда по высоте скважины (излишки ДТ скапливаются у дна скважины, вызывая его дефицит в верхней ча сти скважины). – риск недостаточного инициирования (импульс от стандарт ного ПД, установленного в нижнюю часть флегматизированного заряда, будет недостаточен). – скорость детонации и выделение энергии изменится по всей колонке заряда, что повлечет неполное выделение энергии и, как следствие, затухание детонации. – увеличенное выделение ядовитых газов. Нарушение кислород ного баланса: со дна скважины поднимется облако СО и сажи; верх няя часть заряда образует облако NOx – облако желтого дыма. 3. Требования к горючему (маслопродукту). Тип маслопро дукта (минерального масла, дизельного топлива) влияет на качество приготовления и условия использования ANFO. – температура вспышки должна быть не ниже 60 С. Этот по казатель является критерием безопасности технологий, применяе мых при изготовлении и использовании ANFO. – вязкость маслопродукта имеет наибольшее значение при из готовлении ANFO. При повышении вязкости снижается поглоти тельная способность со стороны пористого гранулированного ни трата аммония. Требуется более длительное и тщательное переме шивание АС и маслопродукта. Существует вероятность, что опти мальное соотношение горючего и окислителя не будет достигнуто в каждой малой отдельности заряда. При низкой вязкости масло продукта увеличивается поглощающая способность пористого гра нулированного нитрата аммония, что положительно сказывается на взрывчатых характеристиках состава. Однако нежелательным ста новится появление летучей фракции ДТ и снижение температуры вспышки. Ухудшается сцепление твердых горючих добавок с сухой поверхностью гранулы АС. При определенных условиях (вибра ция при транспортировке, частые перегрузки) возможно гравитаци онное разделение, перемещение алюминиевой горючей добавки и концентрация ее в нижнем объеме тары. Кроме того, увеличивает ся процент выноса алюминия при пневмозаряжании. При использо вании ANFO в ограниченных пространствах подземных выработок, при прочих равных условиях, предпочтение следует отдать нефте продукту с минимальными летучими фракциями. – рекомендуется использование окрашенного маслопродукта, поскольку это простой тест, обеспечивающий визуальный контроль качества смешения ANFO. Существуют специальные добавки для окрашивания маслопродукта. Они помогают отличить чистые прил лы (гранулы) нитрата аммония пористого (AN-PP) от гранул уже пропитанных маслопродуктом, т. е. собственно ANFO. Концентра ция окрашивающей добавки может варьироваться, но обычно со ставляет 5–10 ppm (ррm – одна часть на тысячу частей). – тип масла (дизтоплива) изменяет взрывчатые свойства ANFO (чувствительность к детонации, ее скорость, количество и со став выделяющихся продуктов взрыва. Требования к качеству смешивания ANFO. Смешивание нитра та аммония (AN) и маслопродукта должно быть качественным. Оно мо жет выполняться несколькими способами, но рекомендуется механиче ское смешивание. Высокая масловпитывающая способность нитрата аммония пористого приллированного (AN-PP) и необходимость равно мерного распределения маслопродукта предъявляют более строгие тре бования к смесительному оборудованию. Теоретически смешивание в шнеках различной конструкции предпочтительнее смешивания в пото ке или в «бетономешалке». Оборудование должно обеспечивать равно мерность и достаточность перемешивания не только основных компо нентов, но и малого количества энергетических и иных добавок. ANFO дает хорошую отдачу в сухих скважинах большого диаметра. В скважи нах малого диаметра его использование также возможно, но при этом требования к качеству должны быть максимально высокими. Смеши вание на стационарных установках предпочтительнее смешивания в смесительно-зарядных машинах. Плохое смешивание может привести к непредсказуемому ини циированию, уменьшенной мощности взрывания (рис. 3 и 4) и по вышенному выделению ядовитых газов. 4. Способы увеличения энергии взрыва ANFO: – использование алюминиевого порошка или гранул. Увеличение энергии прямо пропорционально содержанию алюминия (до 10 % содержания). В то же время в Швеции законодательно, по условиям безопасности, ограничивается процент применения алюминия в со ставе ANFO (до 3 %). Рис. 3. Качество смешивания ANFО (график иллюстрирует теоретические вычисления) Рис. 4. Потеря энергии взрыва при различных вариантах дозирования дизельного топлива (график иллюстрирует теоретические вычисления) – взрывание ANFO с алюминием в очень твердых, нетре щиноватых породах очень выгодно, т. к. увеличивает ударную (бризантную) составляющую энергии взрыва. – качественный, с точки зрения взрывных свойств и безопасно сти обращения, порошок алюминия характеризуется: средним раз мером частиц 60–150 мкм; отсутствием частиц меньше 40 мкм и бо Рис. 5. Количество нефтепродукта в алюминизированном ANFO лее 300 мкм; взрывчатое вещество, покрытое Al-порошком, лучше смешивается, а также частично предотвращает взаимодействие ам миачной селитры с сырыми стенками скважин (рис. 5). |