Промышленные взрывчатые вещества для открытых горных работ

Промышленные взрывчатые вещества производятся для использования в мирных целях (хозяйственных, производственных или в рамках проведения научных изысканий). Они характеризуются сравнительной простотой изготовления, безопасностью обращения, а также эффективностью применения.

Еще одним преимуществом взрывчатых веществ промышленного назначения является способность сохранять заявленные свойства даже при продолжительном хранении. Целью их использования становится импульсное высокоэнергетическое воздействие на различного рода объекты и материалы. 

Для чего нужны взрывные работы в карьерах

Взрывные работы в карьерах являются одним из этапов добычи минералов и прочих полезных ископаемых открытым способом.

Суть процесса состоит с оперативном, практически мгновенном измельчении монолитной породы, ее разрыхлении, обеспечивающем удобство последующего изъятия из карьера с помощью спецтехники. Взрывные работы в карьере используют лишь для облегчения добычи, ведь после подрыва породы лучше поддаются обработке, добывать их значительно легче, чем после бурения или копания. 

История промышленного использования взрывчатых веществ (ВВ)

Производство промышленных взрывчатых веществ сегодня поставлено на поток, но так было далеко не всегда. Проводя небольшой экскурс в историю, следует отметить, что первым изобретенным человеком взрывчатым веществом был дымный порох, который впервые упоминается в Индии и Китае. В Европе такие ВВ стали использовать в 10 веке, а уже в 15 порох начали активно применять в минно-подрывном деле. К достижению хозяйственных целей взрывчатые вещества впервые привлекли в 1548 году, когда выполняли расчистку фарватера речки Неман. 

«Первой ласточкой» по использованию ВВ в процессе производства взрывных работ стала Словакия. Там в начале 17 века на руднике Банска-Штявница с помощью взрывчатки выполняли прокладку штольни. Опыт оказался положительным, и уже к концу века такой метод добычи полезных ископаемых использовался практически во всех европейских государствах.

Однако эффективность взрывных работ тогда оставляла желать лучшего, поэтому лучшие умы человечества трудились над созданием более мощных, но при этом безопасных ВВ. Так в 1834 году изобрели нитробензол, а несколькими годами позже – нитронафталин и пироксилин, которые считаются первыми эффективными промышленными взрывчатыми веществами.

Настоящей революцией стало получение в 1846 году нитроглицерина, который положил конец эпохе пороха и дал толчок изобретению мощных ВВ, нашедших свое применение в горнодобывающей отрасли. Температура вспышки этого вещества составляет 180 градусов, чувствительность к удару равна 4 см. 

Во второй половине 19 века на базе нитроглицерина в Швеции разработали динамит. Вещество представляло собой сочетание классического нитроглицерина с минералом (кизельгуром) в пропорции 3 к 1. Это изобретение произвело переворот во взрывном деле. Позже шведские химики запатентовали взрывчатое вещество, в основу которого легла аммиачная селитра, но его внедрение в промышленность началось лишь спустя два десятилетия. 

В середине 20 века путем многочисленных экспериментов удалось изобрести аммиачно-селитренные скальные аммониты, получившие широкое распространение не только в горной добыче, но и в других отраслях промышленности.

Во второй половине прошлого века практически во всем мире отказались от использования динамитов, в составе которых присутствуют нитроэфиры, их заменили аммоналами и аммонитами на базе тротила, алюминия и гексогена. 

Классификация промышленных ВВ

В горном деле применяются разные ВВ, выбор которых осуществляется в зависимости от целей использования и от условий, в которых будет происходить взрыв.

Важно

Классификация промышленных взрывчатых веществ зависит от характера воздействия, физического состояния, состава, структурных особенностей, а также от условий перевозки и хранения.

Поговорим подробнее о наиболее распространенных веществах.

Водоустойчивые гранулированные ВВ

В эту группу взрывчатых веществ входят алюмотол, гранулотол, граммонит в соотношении 50 на 50 и 30 на 70. Все они используются во время работы с крепкими и очень крепкими горными породами, а также при организации взрывов в обводненных условиях.

Ключевыми характеристиками промышленных взрывчатых веществ данной группы является относительно высокая плотность, неограниченная водостойкость, способность оставаться в воде на протяжении длительного промежутка времени и при этом не утрачивать первоначальные взрывные характеристики. Они подходят для подводных взрывов на большой глубине.

Водонаполненные ВВ

Главным отличием ВВ этой группы является состав, от 6 до 15 процентов которого занимает вода в форме концентрированного раствора аммиачной селитры.

Он превращает смесь в практически безопасную суспензию высокой плотности. В эту категорию входят ифзаниты, акватолы и карбатолы. Акватолы могут использоваться для работы с крепкими и очень крепкими породами, в том числе и в обводненных условиях. 

Водонаполненные ВВ, изготавливаемые на месте применения

К взрывчатым веществам этой группы относят карбатолы (ГЛ-10В, Т-15), а также ифзаниты (Т-20, Т-60 и Т-80). Карбатолы – гранулированные ВВ высокой мощности, характеризующиеся огромной объемной энергией и используемые для подрыва крепких и очень крепких пород.

Диаметр продуктов данной категории составляет от 100 мм и больше, они предназначены для применения в сухих условиях, но могут использоваться и при обводнении, обеспечивая при этом предельную концентрацию энергии взрыва. Ифзаниты выполняются в виде суспензии, в твердой фазе они представлены гранулируемой селитрой и чешуйчатым тротилом.

Изготавливают их путем соединения горячей аммиачной селитры и сухих компонентов непосредственно в месте использования с помощью специальных смесительно-зарядных агрегатов. Полученная смесь шлангом подается в скважину, где она затвердевает в процессе охлаждения, приобретая плотность в 1,6 грамма на кубический см.

Эмульсионные ВВ

Эмульсионные взрывчатые промышленные вещества считаются наиболее перспективной разновидностью ВВ. В эту группу входят эмуланы, гранэмиты, нобелиты и нобеланы, а также эмулиты.

Все они состоят из смеси селитры, дизтоплива и эмульсии, а применяются для подрыва крепких и очень крепких пород, в т.ч. и в обводненных условиях. Они хорошо зарекомендовали себя в районах со сложной гидрогеологией.

Кумулятивные заряды для измельчения негабарита

В эту группу входят вещества двух типов – заряды кумулятивные поверхностные и заряды кумулятивные наружные. Они разработаны специально для вторичного дробления малогабаритных фрагментов горной породы во время ее добычи открытым методом. 

Основные применяемые в РФ взрывчатые вещества

Российская горнодобывающая промышленности использует ВВ, сопровождаемые ГОСТом, утвержденные техрегламентом и рекомендованные соответствующим постановлением Ростехнадзора. Наиболее широкое распространение получили твердые взрывчатые смеси, тогда как во время взрывного бурения применяют жидкокомпонентные ВВ.

Все используемые в промышленных целях взрывчатые вещества должны быть малочувствительными к негативным воздействиям окружающей среды, безопасными в обиходе, не нести в себе угрозы при хранении и транспортировке. Важно отсутствие какого-либо вреда для окружающей среды и здоровья людей как во время использования, так и в процессе изготовления. 

По состоянию на сегодняшний день в России производством промышленных ВВ занимается больше тысячи предприятий, выпускающие в основном граммонит и гранулит.

Достойную конкуренцию им составляют эмульсионные вещества, характеризующиеся высокой эффективностью, водостойкостью, минимальной чувствительностью к механическому воздействию. Предприятия, занимающиеся выпуском такой продукции, сосредоточены в Красноярском крае, а также в Оренбургской и Амурской областях.

Заключение

Без ПВВ невозможно представить функционирование современной горнодобывающей отрасли, ведь эти вещества значительно упрощают процесс добычи полезных ископаемых открытым методом и позволяют повысить эффективность работ, снижая при этом их стоимость.