подземные пункты приготовления взрывчатых веществ на горных предприятиях

Тамбиев Г.И., к.т.н. директор НВП «ИНТЕРРИН»

В Казахстане, имеющем развитую горнодобывающую промышленность, отсутствуют заводы-изготовители взрывчатых веществ. ВВ вынуждены закупать на предприятиях России, Украины, Таджикистана и перевозить на большие расстояния к потребителям, в результате чего их стоимость увеличивается на 50-60%. В связи с несоразмерно резким ростом затрат возникла целесообразность создания собственной промышленной базы по приготовлению ВВ.

Наиболее предпочтительны два направления решения данной проблемы: строительство крупного завода, обеспечивающего потребности республики, или строительство мини-заводов (пунктов) приготовления ВВ непосредственно на горных предприятиях. Причем, в соответствии с современными тенденциями приготовление ВВ на мини-заводах целесообразно осуществлять из невзрывчатых компонентов порциями, циклично, получая при этом взрывчатые смеси с высокой точностью по компонентному составу. Цикличный способ легко контролируется, быстро осваивается рабочими пункта, не требует сложного оборудования, позволяет оперативно корректировать рецептуру ВВ в допустимых пределах после анализа изготовленной партии или получения данных о результатах последних взрывов.

Проведенный анализ на основе построения экономико-математической модели с размещением завода на оптимальном расстоянии от потребителей в сравнении с пунктами на горных предприятиях показал абсолютную эффективность создания последних. Изготовленное на них ВВ из невзрывчатых компонентов безопаснее, экологичнее и более экономично в 1.5-2.2 раза.

Стационарные пункты приготовления могут строиться на отведенной территории базисного склада или на оптимальном расстоянии для обеспечения взрывчатыми веществами нескольких рудников (наземные пункты) или располагаться под землей на рабочих горизонтах шахты (подземные пункты).

Сравнительная оценка наземных и подземных пунктов показала, что затраты на подземные пункты из-за отсутствия необходимости в строительстве помещений, концентрации производственных мощностей и наличия энергоносителей в 4-5 раз меньше, чем у наземных. Сроки строительства составляют 3-6 месяцев. Подземные пункты безопаснее и дешевле в эксплуатации. Стабильная плюсовая температура под землей уменьшает затраты на обогрев, высокая влажность и возможность использования сжатого воздуха снижают вероятность возникновения электрических зарядов.

В процессе проектирования и строительства пунктов приготовления в условиях шахт Казахстана с различными горно-геологическими условиями определились две схемы расположения помещений и транспортных коммуникаций: в камере и в горизонтальной горной выработке.

Камерный вариант (рис. 1) может быть выполнен в относительно устойчивых к обрушению прочных породах, позволяющих устраивать закрепленные торкрет-бетоном камеры шириной 8-12 м и высотой до 10 м, в которых размещают все основные и вспомогательные производственные помещения. Вариант характерен для условий с использованием самоходного оборудования. Удобно для пункта использовать две разные по высоте площадки площадью по 150-300 м2 с разницей отметок 4-5 м.

Пункт размещают между опорными целиками, отгораживая бетонными перемычками от других камер. На верхней площадке устраивают камеры хранения нефтепродукта, алюминиевого порошка в банках с отделением раскупорки. На уступе монтируется эстакада под смеситель, установленный на верхней площадке, где рядом со скипом, в его нижнем положении, устроен металлический настил для гранулированной аммиачной селитры в мешках. На эстакаде под смесителем закрепляется накопительный бункер для аккумулирования приготовленных ВВ с возможностью заезда под погрузку транспортно-зарядных машин с уровня нижней площадки. На основном заезде верхней площадки и вспомогательном заезде нижней площадки устанавливаются двойные металлические двери - сплошная и решетчатая. Вспомогательный заезд одновременно является запасным выходом. Камерный вариант с почвоуступным расположением верхней и нижней площадок использован на Восточном и Южном рудниках АО «Жезказган-цветмет» и руднике «Молибден» Тырныаузского ВМК.

При отсутствии в шахте места с поч-воуступным расположением площадок пункт устраивают на горизонтальном участке. Для размещения эстакады со смесительной установкой и накопительным бункером под ВВ на месте установки УИ-2 увеличивают высоту камеры образованием «купола» в кровле. Подобный вариант расположения пункта использован на Западном руднике АО «Жезказганцветмет».

Вариант с размещением пункта в горизонтальной горной выработке типового сечения (рис. 2), получивший наименование галерейного, является более распространенным, чем камерный. Этот вариант предполагает использование имеющейся на шахте подходящей горизонтальной выработки-штрека, штольни или квершлага, обычно с рельсовым транспортом.

Перпендикулярно основной выработке устраиваются вспомогательные производственные помещения в виде небольших камер или ниш. Галерей-ный вариант имеет преимущества перед камерным в том, что не требует для реализации больших открытых пространств и может быть размещен в любой из строящихся или действующих шахт при выполнении требований, обязательных по условиям безопасности. Смеситель располагается над рельсовым путем, и ВВ выгружается в шахтную доставочную вагонетку или небольшой накопительный бункер, который может служить резервной емкостью при обмене груженой вагонетки на порожнюю или бункером для дозированного затаривания ВВ в мешкотару. Возможно размещение смесителя рядом с рельсовым путем, при этом используется бункерная схема с загрузкой в мешки. Галерейный вариант использован при проектировании и строительстве подземных пунктов в АО «Атасуруда», АО «Теке-лийский свинцовый комбинат».

В качестве основного ВВ для изготовления принят гранулит А6, разработанный ИПКОН РАН. Испытаниями были отработаны технологические параметры, характеризующие процесс заряжания, налипания в шлангах, стабильность состава с различными массовыми долями компонентов. Преимуществом гранулита А6 является то, что в его состав входят компоненты, имеющие большие, по сравнению с заводскими ВВ, предельно допустимые концентрации. Так ПДК аэрозоля дизтоплива, входящего в состав гра-нулитов АС-4 и АС-8, имеет ПДК - 5 мг/м3. Кроме того, размеры частиц алюминиевой пудры, являющейся составной частью гранулита АС-4 и АС-8, составляют 2-10 мкм, т.е. пнев-мокониозоопасны. Гранулит А6 изготавливается на алюминиевых порошках с размером частиц 50-500 мкм, практически не являющихся пневмо-кониозоопасными.

Переход на приготовление гранули-та А6 и шестилетний опыт его применения при взрывании на подземных горных работах показал, что по параметрам отбойки он не уступает промышленным ВВ заводского изготовления таким, как гранулит АС-8, граммо-нит 79/21 и другим, а по санитарным условиям и стоимости значительно их превосходит.

В табл.1 приведены результаты взрывной отбойки с применением гранулитов А6 и АС-8. В табл.2 показана динамика среднемесячного расхода ВВ в АО «Жезказганцветмет» за 1992-1996 гг. Как видно из табл.2 расход заводских гранулированных ВВ, составлявший 65% в 1992 г. уменьшился в 3.0 раза и составил в 1996 г. лишь 27%. В то же время объем приготовления гранулита А6 в 1996 г. возрос до 66%. Экономия от замены гранулита АС-8 составила $1.5 млн. или в пересчете на 1 т ВВ - $161.23. Всего за период эксплуатации пунктов приготовлено более 60 тыс.т гранулита А6.

Опыт приготовления и применения гранулита А6 показал целесообразность строительства и эксплуатации пунктов на всех без исключения горных предприятиях и, особенно, на подземных рудниках. Небольшая стоимость таких пунктов, короткие сроки ввода в эксплуатацию, малая энергоемкость производства и высокий уровень безопасности при обращении с простейшими ВВ позволяют получить быструю отдачу вложенных средств.

На основе технологии и оборудования, разработанных НВП «ИНТЕРРИН», построено и эксплуатируется семь пунктов приготовления ВВ в Казахстане, два - в России и один - в Киргизии, из которых четыре - наземных и шесть - подземных.

Журнал "Горная Промышленность" №2 1997