Опыт применения системы НОНЕЛЬ на руднике Железный ОАО Ковдорский ГОК

C июля 1995 г. взрывные работы на руднике “Железный” ведутся с применением неэлектрической системы инициирования “Нонель”. С этого момента по сентябрь 1998 г. было отбито 21400 тыс. м3 горной массы, взорвано 385 тыс. скважин, израсходовано 110607 элементов системы “Нонель”. Параметры БВР приведены в табл. 1.

Использование системы “Нонель” позволило повсеместно осуществить донное инициирование скважинных зарядов, повысить их КПД, устранив негативное воздействие взрыва ДШ на заряд, увеличить время замедления между взрывами соседних скважинных зарядов. Совокупность этих факторов, в свою очередь, позволила без ухудшения качества дробления горной массы сни-зить удельный расход ВВ и повысить выход горной массы с 1 п.м скважины за счет расширения сетки скважин на 0.5 м. За этот период сэкономлено более 3000 т ВВ, объем бурения уменьшен почти на 76 тыс. п.м. Показатели буровзрывных работ приведены в табл. 2.

С октября 1996 г. взрывные работы на руднике ведутся с применением полного комплекта системы “Нонель”: внутрискважинные капсюли-детонаторы, поверхностные соединительные блоки, магистральный волновод “Динолайн”, взрывная машинка “Диностарт”.

В июне-июле 1996 г. были проведены промышленные испытания шашек-детонаторов ТГФ-850Э,  и с ноября 1996 г. промежуточные детонаторы (ПД) изготавливаются в основном из этих шашек. В ограниченном количестве только для сухих скважин и только верхние (дублирующие) ПД изготавливаются из шашек Т-400Г. На рис. 1 в общем виде представлено расположение элементов системы “Нонель” в скважинах и на поверхности.

В нижних ПД используются капсюли-детонаторы U 475 с замедлением 475 мсек. Длина волноводов выбирается в зависимости от высоты уступа. При высоте уступа 12 м и глубине скважин 17-18 м длина волновода равна 21 м. В верхних ПД используются капсюли-детонаторы U 500 с замедлением 500 мсек. Длина волноводов выбирается в зависимости от величины незаряжаемой части скважин и составляет 7.8 и 10.2 м. В качестве поверхностных соединительных блоков используются блоки SLO, SL17, SL25, SL42, SL67, SL109 с замедлением соответственно 0, 17, 25, 42, 67, 109 мсек.

Длина волноводов соединительных блоков выбирается в зависимости от расстояния между скважинами и соответствует стандартным длинам волноводов 3,6; 4,8; 7,8; 9,0 м. Волновод соединительного блока врубовой скважины посредством специальной соединительной трубки, входящей в комплект поставки “Динолайн”, стыкуется с магистральным волноводом “Динолайн” (перед соединением необходимо отрезать запаянный конец волновода соединительного блока). Магистральный “Динолайн” прокладывается до укрытия. После подачи боевого сигнала волновод вводится во взрывную машинку “Диностарт” и производится взрыв.

Использование системы “Нонель” дает результаты, эффективность которых довольно сложно выразить в денежном эквиваленте. Так, снижение удельного расхода ВВ приводит к уменьшению потребляемого  количества ВВ, в том числе и тротила, оказывающего весьма вредное воздействие на организм человека. Взрывы с системой “Нонель” позволяют получить почти вертикальный угол откоса уступа. Поскольку в этом случае величина СПП для вертикальных скважинных зарядов первого ряда даже на пятнадцатиметровых уступах не превышает предельно-преодолеваемых значений, то можно значительно сократить объемы бурения наклонных скважин по первому ряду и тем самым улучшить условия работы бурового оборудования. Применение системы “Нонель” позволяет, используя различные варианты схем монтажа взрывной сети и различные комбинации поверхностных блоков, ориентировать направление отбойки горной массы в соответствии с направлениями главных систем естественных трещин в массиве, что улучшает качество дробления горной массы. Использование разных схем взрывания обеспечивает значительное снижение сейсмического воздействия взрыва и интенсивности воздействия ударно-воздушных волн, что очень важно для зданий и сооружений промплощадки и города Ковдор, находящихся в непосредственной близости от карьера.

Вышеприведенная эффективность применения системы “Нонель” вытекает из особенностей ее конструкции и высокой точности замедляющих элементов. Главной особенностью и отличием системы “Нонель” от ранее применявшейся системы ДШ+РП является наличие большого (475 мсек) внутрискважинного замедления, которое позволяет без риска подбоя внутрискважинных волноводов проводить взрывные работы с удельным замедлением в 2-3 раза большим, чем при использовании системы ДШ+РП. Удельное замедление — интервал времени между взрывами соседних скважин, деленный на расстояние между этими скважинами (мсек/м ЛСПП).

От величины удельного замедления в прямой зависимости находится общее время воздействия взрыва на массив.

Вместе с тем, применение системы “Нонель” не только открывает широкие возможности для творческого подхода к ведению взрывных работ, начиная со стадии проектирования, но и предъявляет к персоналу, связанному с ведением взрывных работ, более высокие требования: повышение квалификации специалистов, тщательность и аккуратность при зарядке скважин и монтаже взрывной сети, строгий контроль на всех стадиях ведения взрывных работ.

Необходимо отметить, что, несмотря на простоту самой системы, имели место случаи групповых отказов из-за неправильного обращения с системой, а также был массовый отказ из-за неприсоединения взрывной сети к магистрали.

Система “Нонель” является качественно иной, более высокой ступенью по сравнению с системой ДШ+РП и требует более строгого подхода к ведению и организации ВР со стороны руководителей ВР, строгого соблюдения технологии ведения взрывных работ, внимания и аккуратности со стороны взрывников.

Все эти меры принимаются для недопущения сбоев в работе системы и исключения групповых и массовых отказов и разработаны на основе солидного опыта работы с системой “Нонель”.

На рис. 2,3 показаны примерные схемы взрывания на руднике “Железный” для блоков с одинаковой конфигурацией и одинаковыми параметрами сетки скважин, но с различными направлениями отбойки горной массы (для упрощения показан один ПД).

Наиболее часто применяемая на руднике диагональная схема взрывания представлена на рис. 2. Схема собирается из поверхностных блоков с одинаковым временем замедления, в данном случае SL 67. Коэффициент сближения скважинных зарядов ~3.5. Угол между направлением отбойки и линией скважин первого ряда составляет ~60 град.

Удельное замедление в этой схеме составляет 17.87 мсек/м ЛСПП.

На рис. 3 показана схема взрывания с коэффициентом сближения ~6.8, угол между направлениями отбойки и линией скважин первого ряда составляет ~70 град. Схема собирается следующим образом: по линии скважин первого ряда (в магистральной линии) устанавливаются соединительные блоки SL42, а в участковых линиях, соединяющих скважины поперек блока — соединительные блоки SL67. Удельное замедление составляет 14.53 мсек/м ЛСПП.

В первой схеме максимальное число одновременно взрываемых скважин равно 4, а во второй — практически разновременное взрывание всех скважинных зарядов.

В настоящее время в Госгортехнадзоре проходит экспертизу и согласование “Инструкция по организации и ведению взрывных работ с применением системы “Нонель” на руднике “Железный”. Эта инструкция является дополнением к ныне действующей “Технологической инструкции”. В ней обобщен опыт применения системы на руднике, учтены рекомендации специалистов фирмы “Дино Нобель”, детально расписана технология ведения взрывных работ с использованием системы “Нонель”, подробно изложена система контроля за ведением ВР. Инструкция, после ее введения в действие, будет являться учебным пособием для взрывников и ИТР, ведущих взрывные работы.

Основным результатом применения системы “Нонель” следует считать почти двадцатикратное снижение количества одиночных отказов скважинных зарядов, являющихся, как известно, наиболее опасным видом отказов. Сравнительные показатели отказов приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, в 1996-1998 гг. произошло отказов почти в 20 раз меньше, чем в 1994 г., когда применялась система инициирования ДШ+РП.

Для сравнения необходимо отметить, что в 1980 году, когда стал использоваться детонирующий шнур ДШЭ-12 вместо ДША, процент одиночных отказов снизился в 2 раза, и это считалось значительным достижением.

В ходе детального расследования причин возникновения отказов, произошедших в 1996-98 гг., было установлено, что в основном все отказы произошли в результате обрыва волноводов из-за обрушения осколков породы из устьев и стенок скважин, пробуренных в сложных гидрогеологических условиях (высокая степень  обводненности и высокая степень нарушенности поверхности блока).

Одним из дальнейших путей совершенствования взрывных работ на руднике является применение эмульсион-ных ВВ (ЭВВ). Использование ЭВВ и системы “Нонель” позволит поднять уровень производства взрывных работ на качественно иную ступень: повысит уровень механизации ВР, снизит степень опасности, улучшит условия труда взрывников и т.д.

Использование системы “Нонель” на руднике «Железный» позволило:

· свести до минимума число одиночных отказов, что значительно повысило безопасность экскаваторных работ;

· уменьшить расход ВВ, сократить выбросы в атмосферу пыли и ядовитых продуктов взрывов;

·  уменьшить воздействие сейсмики и УВВ на здания и сооружения промплощадки и города;

· получить возможность реального управления взрывом.

Возможности, заложенные в систему, еще далеко не реализованы, поэтому разработка схем взрывания и опытные работы продолжаются.

Допуск системы “Нонель” Госгортехнадзором к применению в России потребует внесения соответствующих изменений в ЕПБ при ведении взрывных работ. В частности, должен измениться подход к понятию “монтаж взрывной сети”, а также должно быть отражено много других моментов, связанных с применением неэлектрических систем инициирования.

Журнал "Горная Промышленность" №5 1998