Перспективы повышения качества и безопасности взрывной отбойки на объектах ассоциации «Союзвзрывпром»

В.Л. Барон, д.т.н., генеральный директор ассоциации «Союзвзрывпром»
М.А. Абдулкадыров, горный инженер ассоциации «Союзвзрывпром»

В ассоциации «Союзвзрывпром» взрывные работы выполняются в основном на карьерах стройматериалов для отбойки пород V-VI групп по СНиПу различной обводненности и трещиноватости; при разрушении, в том числе и направленном, зданий и сооружений из бетона, железобетона, кирпича; при возведении профильных выемок различного назначения (каналов, траншей, спецоснований, дамб, плотин, котлованов, насыпей и т.п.); при строительстве дорог и перемещении массивов пород в процессе вскрытия и разработки месторождений полезных ископаемых. Потребление взрывчатых материалов (ВМ) на объектах «Со-юзвзрывпрома» стало возрастать после 2000 г. ежегодно на 3-5% и достигло к настоящему времени 80-100 тыс. т/год, т.е. из каждых 100 т ВВ, взрываемых в РФ, около 10-12 т используются на объектах ассоциации «Союзвзрывпром».

В таких условиях наиболее перспективными являются исследования, связанные с дальнейшим совершенствованием ассортимента применяемых ВМ. Удельный вес затрат на приобретение ВМ, их транспортировку, хранение и использование составляет в настоящее время не менее 60-70% суммарной стоимости буровзрывных работ (БВР).

Из работ, проведенных ассоциацией в последние 5-7 лет, наиболее эффективными оказались:

• внедрение промышленных ВВ на основе утилизируемых конверсионных ВВ (гранипоров, граммопоров, селипо-ров, гекфола и др.) для отбойки как скальных пород, так и пород средней крепости. Суммарный расход таких ВВ за этот период превысил 200 тыс. т;

• использование эмульсионных ВВ (ЭВВ), наливных и патронированных, главным образом, при отбойке обводненных пород типа гранитов и крепких известняков (VTII-XI группы пород по СНиПу). Поставка ЭВВ на объекты «Со-юзвзрывпрома» осуществляется с заводов-изготовителей, организованных крупными горнодобывающими предприятиями, для удовлетворения собственных потребностей в таких ВВ. В «Союзвзрывпроме» самостоятельный выпуск ЭВВ предполагается начать не ранее 2010-2011 гг.

Годовой расход эмульсионных взрывчатых веществ (главным образом, наливных ЭВВ типа «Сибиритов» и патронированных ЭВВ АС-25П) достиг в ассоциации «Союзвзрывпром» к 2008 г. 15 тыс. т. Установлено, что внедрение двух указанных типов ЭВВ может обеспечить заметное улучшение качества дробления за счет снижения выхода негабарита на 10-15% (большие значения в указанном диапазоне были получены при отбойке крепких пород IX-X групп) по сравнению со штатными ВВ (аммонит 6ЖВ, граммониты 30/70 и 79/21).

Для надежной оценки кусковатости взорванной горной массы с использованием различных ВВ ассоциацией «Со-юзвзрывпром» была разработана и внедрена новая методика определения объемов выхода кусков различных классов крупности по данным измерений, выполняемых по навалу пород. В ранее применявшихся методиках гранулометрический состав рассчитывался в зависимости от соотношения площадей кусков различных размеров. Определение объемов кусков является весьма актуальной задачей, т.к. необходимо для оценки фактического выхода негабарита и оплаты выполненных работ по вторичному дроблению, а также за погрузку и транспортировку отбитых пород.

Указанные работы часто продолжаются более 1-1.5 месяцев после массовых взрывов блоков, имеющих различные размеры (объемы). Другой характерной особенностью новой методики является обязательный учет численных характеристик отбитых кусков при существующей технике и технологии БВР на карьерах стройматериалов. Методика, как показали наши натурные измерения истинных объемов кусков по количеству вытесняемой ими воды, обеспечивает достаточно высокую точность расчетов, т.к. отклонения фактических и расчетных объемов не велики (коэффициент вариации до 20% - II класс по принятой шкале точности (надежности) горнотехнических показателей и расчетов).

Для выбора в зависимости от требуемого качества дробления и крепости пород одного из основных показателей - нормативного удельного расхода ВВ (qn), учитываемого, как известно, при обосновании рациональной сетки расположения скважин, их глубины, массы и высоты зарядов, длины ЛСПП и др. следует применять формулу:

где F - группа пород по СНиПу;
 N - выход негабарита, %.

Величина qn в приведенной формуле дана для штатных ВВ и проверена в диапазонах изменения N от 0 до 12-15% в породах IV-XI групп. В случае отбойки другими ВВ используют принятые в ассоциации «Союзвзрывпром» переводные коэффициенты «е» (см. табл.).

Точность расчетов по этой формуле, также как при оценке кусковатости взорванной горной массы, соответствует II классу по упомянутой шкале.

Одним из наиболее перспективных направлений дальнейшего совершенствования качества и безопасности БВР на карьерах стройматериалов является внедрение различных систем неэлектрического инициирования, которые весьма широко применяются как на отечественных, так и зарубежных предприятиях не менее 10-15 лет. Более чем пятилетний опыт использования в системе «Союзвзрывпрома», показал, что к их основным преимуществам относятся возможность практически полного исключения отказов из-за подбоя соседних (смежных) скважин при короткозамедленном взрывании, а также значительного снижения сейсмического эффекта и улучшения качества дробления отбиваемых пород по сравнению с традиционными способами инициирования. Интервалы замедления при этом могут изменяться в очень широком диапазоне (от 0 до 500 мс и более).

В ассоциации «Союзвзрывпром» наибольшее распространение получили системы неэлектрического инициирования типа «Эдилин». В ряде подразделений (главным образом в Северо-Западном и Центральном регионах РФ) их успешно используют более 7 лет, а расход достиг 50% всех типов применяемых средств инициирования. Объемы внедрения различных неэлектрических систем ежегодно возрастают не менее чем на 5-7%.

Значительное внимание в последние 10-15 лет ассоциацией «Союзвзрывпром» уделялось проблемам достоверной оценки экологической опасности взрывных работ, главным образом, в стесненных условиях. Впервые разработаны и широко проверены на практике методики определения уровня взрывного шума, радиусов опасных зон по разлету для машин и механизмов и потерь территорий вследствие разлета, распространению ядовитых газов взрыва и выделяющейся пыли. Методики не имеют аналогов в РФ и в установленном порядке согласованы с соответствующими экспертными организациями, имеющими аккредитацию в Ростехнадзоре.

В действующих же «Единых правилах безопасности при взрывных работах», регламентирующих, как известно, меры безопасности в различных условиях, подобные рекомендации практически отсутствуют или же не доведены до конкретных указаний по их выполнению. В этот же период в ассоциации «Союзвзрывпром» были полностью пересмотрены нормативы расходов на БВР (нормативы действуют в настоящее время) с учетом возможностей регулирования качества отбойки и обязательном соблюдении необходимых мер безопасности, а также разработаны программы выбора с помощью ЭВМ рациональных типовых параметров БВР на карьерах стройматериалов.

Анализ современного состояния техники и технологии взрывной отбойки в ассоциации «Союзвзрывпром» свидетельствует о том, что за счет совершенствования ассортимента применяемых ВМ, внедрения рекомендаций по прогнозированию качества и безопасности БВР, обоснованию их рациональных параметров в зависимости от реальных условий ведения работ было обеспечено: • повышение степени надежности получения в результате взрывов кусковатости горной массы, предусматриваемой в проектной документации. Средний коэффициент вариации фактического выхода негабарита относительно проектного сократился с 25.1% до 16.4%;

• улучшение качества дробления, главным образом, в крепких скальных породах (средний выход негабарита уменьшился на 15-20%), а также существенно повысилась безопасность производства БВР, в том числе и в стесненных условиях. Число несчастных случаев различной степени тяжести и жалоб со стороны Заказчиков на низкое качество БВР и повреждения охраняемых объектов сократилось не менее чем в 1.5-2 раза по сравнению с 1990-ми годами.

Следует отметить, что дальнейшему повышению качества и расширению объемов применения взрывного метода, может значительно способствовать введение технологической экспертизы проектной документации. В настоящее время контролирующие организации для согласования и оформления разрешений на взрывные работы требуют представления экспертиз промышленной безопасности БВР, в которых обычно анализируются принятые размеры опасных зон по различным факторам, и безопасные условия выполнения работ в процессе подготовки и производства взрывов.

Вопросы же обоснования принятых технических решений на базе комплексного учета как горногеологических, так и технических условий, допустимых отклонений проектных и фактических параметров, неизбежных на практике, а также гарантированного получения требуемых результатов взрывов, не рассматриваются. Не достаточно разрабатываются и мероприятия по оценке экологических последствий БВР в случае реализации проектных решений, реальные сроки их безопасного внедрения, выбора способов инициирования, регулирования качества дробления и т.п.

По указанным причинам в ряде случаев после производства БВР фиксируются случаи несоответствия, например, размеров развала взорванных пород и среднего диаметра негабаритных кусков требуемым по техническим заданиям; несоблюдения необходимого направления обрушения объектов или перемещения взрываемых блоков; недостаточной проработки подошвы отбиваемых уступов. Низкое качество таких взрывов имеет место при наличии соответствующих экспертных заключений по промышленной безопасности и достаточно высокой точности выноса проектных параметров в натуру.

По нашему мнению, весьма эффективным в существующих условиях производства БВР может явиться введение комплексной экспертизы документации, которая должна включать следующие обязательные разделы:

• оценку промышленной безопасности БВР;

• прогноз экологического влияния БВР;

• экспертизу технологических решений, принимаемых в проектной документации;

• обоснование допустимых отклонений фактических и проектных параметров, при соблюдении которых гарантируются предусмотренные в технических заданиях результаты взрывов.

Предложения по составу, срокам подготовки и объемам таких комплексных заключений, порядок их разработки, согласования и утверждения, возможной корректировки, лицензионного оформления, ориентировочной стоимости в зависимости от сложности выполняемых БВР должны быть подготовлены под руководством Ростехнадзора и обязательном участии других контролирующих органов, исполнителей БВР и их Заказчиков, представителей научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций и ВУЗов.

Журнал "Горная Промышленность" №5 2008, стр.61