Техника и технология взрывных работ

 на разрезе «Нерюнгринский».

Взрывные работы на разрезе ведутся в сложных горно-геологических и климатических условиях: высокая обводненность, изменяющаяся от времени года,перемежаемость пород различной крепости и категорий взрываемости, наличие участков и прослоек вечномерзлых пород. Взрывному рыхлению подвергаются все вскрышные породы и верхняя пачка углей.

С 1985 года на разрезе разрабатывается и начинает внедрятся «Инструкция по зарядке скважин вслед за бурением для условий разреза «Нерюнгринский». В результате многолетних наблюдений и анализа ведения буровзрывных работ выявлены зоны, где наблюдается высокая обводненность и интенсивное обмерзание скважин, которые учитываются при составлении программы развития горных работ. Комплекс таких мер позволило значительно сократить потери скважин, уменьшить потребление водоустойчивых ВВ на 5-6%.

С 1985 года по 1990 год разрез «Нерюнгринский» практически вышел на проектную мощность по добыче угля и вскрышным работам. Актуально встал вопрос снижения простоев горно-транспортного оборудования при производстве взрывных работ и вместе с тем своевременной и качественной подготовки горной массы.

Это было достигнуто:

· Сокращением количества взрывов, что привело к увеличению объемов единовременного взрыва;

· Производством взрывных работ по зонам, когда взрываемые блоки располагаются в одной опасной зоне, как по фронту, так и по глубине, и не влияют на работу горно-транспортного оборудования в соседних зонах.

· Переносом времени производства взрывных работ на дневное время с 13 до 14 часов, это позволило более оперативно решать вопросы по восстановлению воздушных и кабельных линий электропередач и автодорог.

Для увеличения единовременного объема взрыва в одной зоне была внедрена схема каскадного взрывания блоков на различных горизонтах расположенных друг под другом по глубине. Во избежания подбоя взрывной сети скважин блокам и массовых отказов при каскадном взрывании, производится расчет безопасных интервалов между блокам по рекомендации ИГД «Севера».

С увеличением объема взрывных работ встал вопрос о защите близ расположенных объектов (ОФ, АТА, и т.д.) от сейсмического воздействия воздушной ударной волны. С целью выработки рекомендаций по снижению негативных последствий ведения взрывных работ для промышленных объектов, магнитогорский горно-металлургичесий институт в период 1982-1985 годов провел опытно-промышленную проверку корректировки условий взрывания и обеспечения безопасности зданий и сооружений. На основании этих работ, на каждый массовый взрыв производится расчет максимально допустимого заряда в группе, который колеблется от 45т до 2 т ВВ.

Совершенствование технологии и организации взрывных работ на разрезе позволило достигнуть в 1989 году 101,4млн.м3 объема взорванной горной массы, разового объема массовых взрывов 1,7-3,9млн.м3, объема переработанного ВВ 69 тыс. тонн в год.

Порядок ведения буровзрывных работ на разрезе определяется «Типовым проектом ведения буровзрывных работ на разрезе «Нерюнгринский» в соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах».

Предварительно на каждый месяц составляется план-график взрывных работ с указанием даты взрывов, месторасположение блоков и объемов. На основании типового проекта на каждый блок составляется «Проект массового взрыва», который содержит решения по безопасной организации работ с указанием параметров буровзрывных работ с корректировочными расчетами и таблицами. К проекту прикладывается «Кроки» с фактическими глубинами скважин, указанием высоты столба воды и схема монтажа взрывной сети на исполнительской маркшейдерской съемке блока в масштабе 1:1000.

За сутки до проведения массового взрыва издается приказ, определяющий распорядок проведения массового взрыва. При совместном взрывании нескольких блоков составляются дополнительные мероприятия по безопасности работ.

К приказу прикладывается ситуационный план в масштабе 1:5000. На плане указывается месторасположение взрываемых блоков, горно-транспортного оборудования, воздушных и кабельных линий электропередач и прочих объектов, наносятся границы опасной зоны с указанием месторасположения постов охраны опасной зоны.

Ежесуточно в зарядке может находиться до 5 блоков, продолжительность подготовки блоков к взрыванию до 7 суток. Охрана блоков осуществляется горнорабочими по охране заряженных блоков в составе взрывного участка.

Доставка ВВ к местам работ осуществляется:

· ВВ местного изготовления на зарядных машинах МЗ-4А (для ВВ марки УП-1) и МСЗ-20 (для ВВ марки «Сибирит-1000,1200») в сопровождении лиц, имеющих право руководства или производства взрывными работами;

·  Штатные ВВ доставляются на специально оборудованных автомобилях в сопровождении ответственных лиц;

· средства инициирования доставляются централизованно на все блоки на специально оборудованной и радиофицированной машине, специально назначенным лицом, имеющим право производства взрывных работ (по аналогии передвижного расходного склада).

Зарядка, монтаж взрывной сети, взрывание осуществляется под руководством горных мастеров взрывного участка. Для безопасности работ и оперативности, горные мастера имеют при себе переносные рации.

Изготовление промежуточных детонаторов (ПД) для инициирования скважинных зарядов производится централизированно, специально выделенными взрывниками в здании подготовки ВМ. Для изготовления ПД изготовлен специальный станок, который намного упрощает и повышает производительность работ. ПД изготавливаются длиной до15 метров и свыше. Концы ДШ введенные в шашки Е400, ТГ-500 в обязательном порядке изолируются водонепроницаемыми колпачками, в данном случае используются заводские колпачки, которыми снабжен шнур ДШЭ-12. Работы по изготовлению ПД ведутся круглосуточно. В субботние и воскресные дни в здании подготовки ВМ один взрывник осуществляет дежурство.

Кольцевание взрывных сетей, прокладка дополнительных перемычек и применение пиротехнических реле РП-8 2-х стороннего действия позволило снизить количество отказавших зарядов до 2-5 в месяц, при взрывании до 7000 зарядов. Обнаружение и ликвидация отказавших зарядов производится в соответствии с инструкцией «По обнаружению и ликвидации отказавших зарядов для условий разреза «Нерюнгринский».

Все отказавшие заряды регистрируются в специальной книге начальником смены. На место обнаружения отказа в любое время суток вызывается взрывник, который находится в здании подготовки ВМ и с помощью его оперативно принимается решение о способах ликвидации отказов.

Применение экскаваторов с емкостью ковшей от 15 до 40м3 не создает дополнительных трудностей с негабаритными кусками пород. При производстве массовых взрывов объем негабаритных кусков составляет 0,03-0,41% от взорванной горной массы, которые в последствии дробятся взрывным способом совместно с взрываемым блоком. В 1990 году предусмотрено применение гидравлического экскаватора с гидромолотом для дробления негабаритных кусков.

В связи с тем что 87% скважин забурено диаметром 311-320 мм, для забойки скважин применяется забоечная машина 2МЗШ на базе погрузчика ТО-6 конструкции НИОГР г. Челябинска.

 

Параметры БВР.

По конструкции зарядов в основном используются сплошные заряды, с установкой ПД в верхней части заряда в сухих скважинах, в нижней и верхней части заряда в обводненных скважинах. При взрывании угольных блоков в качестве ПД используются патронированный аммонит 6ЖВ. Рассредоточенные заряды применяются в скважинах глубиной свыше 25м, в зимний период, для улучшения дробления верхней промерзшей части уступа.

Расположение скважин на уступах обуславливается структурным строением массива, а также качественной проработкой подошвы уступа и величиной забойки, обеспечивающей безопасность по разлету осколков. На разрезе в основном используется квадратная сетка 8,5х8,5 и 9х9, при диаметре скважин 320мм. В 1995 году буровые станки перешли на бурение импортными долотами Д311мм, сетку, для более качественной проработки подошвы, уменьшили до 8м, при этом уменьшился выход горной массы с 1п/м с56м3 до 52м3. Удельный расход рассчитывается группой БВР ежемесячно, в зависимости от времени года и климатических условий для каждого вида ВВ (заводского или местного изготовления) с переходом на ВВ местного изготовления (УП-1, Сибирит-1000,1200). Удельный расход ВВ возрос в среднем от 0,7кг/м3 до 0,8кг/м3, т.к. при расчете зарядов к ВВ марки УП-1 применяется коэффициент 1,1, из-за его пониженной работоспособности, к «Сибирит-1000,1200»-коэффициент 1,2-1,3 для сохранения высоты колонки заряда, качественной проработки верхней части уступа. В процессе анализа результатов массовых взрывов в параметры БВР постоянно вносятся коррективы.

Схема коммутации взрывной сети - диагональная, реже используются врубовые и очень редко порядная. Сети закольцовываются. Монтаж магистрали выполняется в одну нитку ДШ. В качестве ДШ используется шнур ДШЭ-12, шнуры марки ДШ-А, ДШ-В оказались непригодными в низких температурах.

 

Заключение.

Начиная с 1991 года, в связи с общим падением объёмов производства в стране, ростом ж. д. тарифа, неплатежеспособностью потребителей угля происходит снижение объёмов добычи угля и в соответствии объёмов взрывных работ. 1988 году объём взорванной горной массы составил 42 млн. м куб., переработано ВВ 35,5 тыс. тонн в том числе собственного изготовления 33,6 тыс. тонн. Для выживания в таких жестких условиях встал вопрос о снижении затрат на подготовку горной массы буровзрывным способом. Одним из главных направлений в этом процессе является снижение затрат на ВВ и снижение его удельного расхода.

В 1987 на разрезе совместно с ИГД им. А. А. Скочинского начались испытания ВВ гранулита УП-1 и принята направление на снижение затрат на производство взрывных работ, внедрение принципиально новых технологических схем подготовки горных пород к экскавации. Отказ от использования ВВ заводского изготовления и переход на более дешевые местные ВВ с внедрением соответствующих технологических схем дает значительный экономический эффект.

1990 году был построен пункт приготовления бестротиловых ВВ, годовой мощностью 50 тыс. тонн, в котором процесс приготовления ВВ представлен следующей схемой: доставка аммиачной селитры в хранилище, потом следует по двум конвейерным линиям на винтовой конвейер, где происходит механическое смешивание с нефтепродуктом и угольным порошком. Доставка ВВ на блоки производится зарядными машинами МЗ-4А. Стоимость изготовления ВВ марки УП-1 1300-1700 руб./тонну.

1995 году совместно с АО «Нитро-Сибирь» были испытаны эмульсионные ВВ «Сибирит-1000, 1200» и построен пункт по их изготовлению с годовой мощностью до 20 тыс. тонн в год. Модульные установки по изготовлению эмульсии «Сибиритов» и газогенерирующей добавки использована технология и основное оборудование фирмы «Нитро-Нобель».

Необходимость применения ВВ «Сибирит» обусловлено:

- экономии дорогостоящего гранулатола для заряжения обводненных скважин;

- высокая прочность и безопасность в обращении, экологически чистое и безопасное производство, полная механизация заряжания скважин.

Стоимость изготовления «Сибирита» - 2000-2300 руб./тонну. В 1998 году было применено 2700 тонн «Сибирита», к сожалению, частые отказы зарядных машин МСЗ-20, происходившее из-за слабого качества их изготовления. Тем не менее применение ВВ собственного производства позволило механизированным способом заряжать 92% взрывчатых веществ.

Для устранения негативного воздействия взрыва ДШ на заряд, с целью увеличения КПД заряда и уменьшению удельного расхода, в 1998 году на разрезе начали внедрять взрывание низкоэнергетическим детонирующим шнуром ДШМ-Э, а так же совместно с заводом «Искра» г. Новосибирска в декабре 1998 года проведены испытания неэлектрической системы инициирования СИНВ в условиях Крайнего Севера.

С той же целью заключен контракт с фирмой «Дино-Нобель» и в настоящее время эта система проверяется на опытных взрывах. Внедрение надежных низкоэнергетических средств инициирования позволит снизить стоимость подготовки горной массы буровзрывным способом.

На базе склада ВВ планируется построить пункт затарки гранулитов в мешкотару и эмульсионных ВВ соответствующие патроны, что позволить разрезу «Нерюнгринский» полностью отказаться от ВВ заводского изготовления. В дальнейшем планируется наладить выпуск местного ВВ в таре, пригодной для длительной транспортировки в целях снабжения ВВ близлежащих горнодобывающих предприятий Якутии.

Выводы.

1. На разрезе завершено внедрение высокоэффективной технологии взрывных работ с использованием ВВ местного изготовления, благодаря чему удалось снизить расход дорогостоящих ВВ заводского изготовления на 90-93%, довести уровень механизации заряжения скважин до 93%, что позволило вдвое снизить долю затрат на взрывные работы с себестоимости 1 тонны угля.

2. Для получения более высокой экономической эффективности на разрезе проходят испытания и внедрение систем взрывания с помощью надежных низкоэнергетических средств инициирования.

2. Строительство пунктов по затариванию ВВ местного изготовления, позволит в будущем довести выпуск ВВ местного изготовления до 100%.

3. На основе анализа производства массовых взрывов определены основные параметры БВР наиболее эффективные для условий разреза “Нерюнгринский”.