Комплексная механизация взрывных работ на Сорском АО «Молибден»

 

Взрывная подготовка горной массы к выемке является одним из основных факторов, влияющих на величину издержек горнодобывающих предприятий. Годовой объем применения ВВ на крупных горнодобывающих предприятиях составляет от 5 до 50 тыс.тонн. В связи с этим снижение стоимости подготовки горной массы буровзрывным способом имеет важное значение.

Одним из главных направлений снижения затрат на горнодобывающих предприятиях является внедрение принципиально новых технологических и организационных схем подготовки горных пород к экскавации.

В настоящее время доля применения ВВ собственного изготовления в горной промышленности России не превышает 30%. Между тем отказ от использования взрывчатых веществ заводского изготовления и переход на более дешевые местные ВВ с внедрением соответствующих технологических схем дает значительный экономический эффект.

Основными требованиями при создании и выборе схем изготовления ВВ и комплексной механизации взрывных работ являются:

  • высокая безопасность работ как отдельного механизма, так и комплекса механизмов и машин как единого целого;
  • создание условий минимального контакта рабочих с взрывчатыми веществами и минимальные объемы работ, выполняемых вручную;
  • высокая производительность труда.

Промышленные взрывчатые вещества со стабильными физико-химическими свойствами могут быть получены лишь при условии качественного смешивания компонентов. Для решения этой задачи необходимы высокопроизводительные и безопасные технологические схемы механизации взрывоопасных работ, позволяющие приготавливать ВВ переменного состава с нужными энергетическими характеристиками на местах их применения.

На Сорском акционерном обществе «Молибден» разработана и используется на практике в течение 20 лет технология изготовления многокомпонентных промышленных взрывчатых веществ на стационарном пункте гравитационного типа.

Сущность данной технологии состоит в интенсивном кратковременном перемешивании гранулированных и жидких компонентов на двух уровнях рассеивающих и собирающих поверхностей под действием силы тяжести.

Гравитационная технология повышает безопасность и экономическую эффективность изготовления ВВ и в целом буровзрывного комплекса предприятия за счет исключения на применяемом оборудовании электромеханического привода. Еще одним ее достоинством является то, что все технологические процессы подготовки и изготовления ВВ полностью механизированы. На данных операциях исключен тяжелый ручной труд взрывперсонала, что в значительной степени повышает производительность их труда. Освобождение от тяжелой ручной работы дает возможность взрывникам уделять большое внимание технике безопасности при изготовлении ВВ на стационарном пункте, при доставке ВВ и при заряжании ими скважин на блоке.

Использование сил гравитации на стадии подготовки компонентов и стадии изготовления ВВ повышает надежность и эффективность взрывного комплекса в целом вследствие замены значительного количества машин и механизмов, требующих постоянного обслуживания и ремонта, на оборудование, имеющее наименьшее количество рабочих деталей.

Технологические схемы механизации взрывных работ представлены на рисунках в трех вариантах, прошедших промышленную проверку в условиях АО «Молибден» (Сорского молибденового комбината) за период с 1976 по 1996 гг., а также АО «Разрез «Изыхский» и угольной компании «Южный Кузбасс» с 1994 г:

Экспериментальные исследования схемы №1 (рис. 1) проводились на промышленной установке изготовления комбинированных зарядов, состоящих из комбинации двух взрывчатых веществ: игданита игранулотола.

Цикличность изготовления заключается в следующем:

  • получение низкопроцентного игданита (АС/ДТ=97/3) в процессе подачи дизельного топлива через форсунки (9) в падающий с ленточного конвейера (4) поток аммиачной селитры и смешивание твердой (гранулированной АС) и жидкой (нефтепродукт) фаз при прохождении их через отклоняющие лопатки в гравитационном смесителе (10);
  • доставка игданита осуществляется автобалкером (11), а ТНТ – транспортно-зарядной машиной (16) на пункт изготовления ВВ (12), расположенный на борту карьера; загрузка в бункера-накопители (13, 14); дозирование двух ВВ через калиброванные отверстия в смесителе (15); последующее их истечение в транспортно-зарядную машину (16) и транспортировка на заряжаемый блок.

Основными недостатками данной технологической схемы являются:

  • цикличность процесса изготовления ВВ, что приводит к увеличению времени простоев технологического оборудования (транспортно-зарядных машин, автобалкера) в процессе двухстадийного изготовления;
  • ограниченная производительность пункта изготовления ВВ вследствие неравномерной доставки и загрузки компонентов комбинированных зарядов с пункта игданита и с базисного склада ВМ (ТНТ);
  • невозможность оперативного регулирования мощности изготавливаемых ВВ вследствие предварительно выполненного дозирования АС/ДТ на пункте игданита в объеме технологической грузоподъемности автобалкера (30 тонн).

Названные недостатки технологической схемы №1 исключены при разработке поточной схемы (рис. 2), которая предполагает выполнение операций накопления, дозирования и смешивания компонентов производить на одном стационарном пункте изготовления (СПИ).

Поточная технология изготовления ВВ заключается в следующем: подача аммиачной селитры в бункер-накопитель (13) осуществляется ковшовым погрузчиком (5) или автосамосвалом (6); загрузка ТНТ в бункер-накопитель (14) производится после растаривания пакетов, доставляемых автотранспортом с базисного склада ВМ; дизельное топливо подается через форсунки (9) из емкости (7); регулирование соотношения твердых компонентов выполняется с помощью съемных пластин с калиброванными отверстиями смесителя (15), а жидкого компонента регулированием давления в топливопроводе (9); последующие операции выполняются аналогично со схемой №1.

Основными преимуществами разработанной схемы №2 являются:

  • высокая безопасность технологических операций за счет полного исключения электромеханического привода при изготовлении ВВ;
  • низкая энерго- и трудоемкость операций подготовки компонентов и изготовления ВВ за счет уменьшения количества и видов используемого оборудования и численности постоянно занятого обслуживающего персонала до 2-х человек;
  • возможность оперативного регулирования мощности изготавливаемых ВВ за счет получения составов с различным соотношением компонентов при использовании съемных пластин с калиброванными отверстиями;
  • высокая производительность СПИ (до 400 тонн ВВ в смену).

Технологическая схема №2 позволяет использовать в производстве компоненты ВВ, поступающие на предприятие навалом (в хопперах-минераловозах), а также в большегрузных контейнерах и мешкотаре. Это значительно расширяет область применения технологии изготовления комбинированных зарядов переменной мощности на местах их использования.

Перспективной для крупных горнодобывающих  предприятий является схема №3 (рис. 3) изготовления ВВ переменной мощности с использованием в качестве горючей добавки обратной водомасляной эмульсии (ВМЭ).

Основные технологические операции подготовки и смешивания компонентов производятся аналогично схеме №2 за исключением подачи гранулотола в падающий поток. На верхнем уровне гравитационного смесителя в падающий из бункера (13) поток аммиачной селитры впрыскивается через форсунки (9)  дизельное топливо, а на нижнем уровне в полученную смесь АС/ДТ добавляется водомасляная эмульсия в соотношении от 25 до 75%.

Широкий диапазон возможного изменения процентного соотношения компонентов в смеси позволяет удовлетворять разнообразным требованиям технологических характеристик получаемых ВВ по плотности, скорости и давлению детонации, теплоте взрыва и водостойкости.

Массовое производство эмульсионных ВВ позволяет значительно повысить эффективность отбойки горных пород при общем сокращении затрат на буровзрывные работы на 15-20%.

 

Применение данных гравитационных технологических схем позволяет снизить стоимость одной тонны ВВ в 2-3 раза по сравнению с заводским промышленным ВВ аналогичной мощности – граммонитом 79/21.

С целью экономии дорогостоящего гранулотола на АО «Молибден» разработана технология заряжания обводненных скважин неводоустойчивым ВВ собственного изготовления с применением изолирующей оболочки из полиэтиленового рукава. На каждой скважине, заряженной по этой технологии, экономия составляет в ценах на 01.06.96 более миллиона рублей.

Управление взрывными работами на АО «Молибден» осуществляется по радиоканалу с применением системы радиовзрывания «Гром-М», разработанной украинскими специалистами института «Днепрчерметавтоматика». Внедренная на взрывных работах АО «Молибден» система «Гром-М» позволяет обходиться без монтажа электрических цепей, осуществлять взрывание в заданном 15-ти минутном интервале при каскадном и многоблочном массовом взрывании горных пород.

Журнал "Горная Промышленность" №4 1996, стр.17