Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях
Доведена доцільність і обґрунтованість використовування конверсійних матеріалів типу балістітних порохів і штатних ВР при видобутку корисних копалин. The expediency and justification of conversion stuffs usage such as ballistic powders and nominal explosives are proved at production of non-mining mi...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Дата: | 2005 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2005
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141303 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях / В.Н. Коновал // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2005. — Вип. 59. — С. 87-90. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859625991273447424 |
|---|---|
| author | Коновал, В.Н. |
| author_facet | Коновал, В.Н. |
| citation_txt | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях / В.Н. Коновал // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2005. — Вип. 59. — С. 87-90. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Доведена доцільність і обґрунтованість використовування конверсійних матеріалів типу балістітних порохів і штатних ВР при видобутку корисних копалин.
The expediency and justification of conversion stuffs usage such as ballistic powders and nominal explosives are proved at production of non-mining mineral deposits.
|
| first_indexed | 2025-11-29T10:44:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
"Геотехническая механика" 87
УДК 622.235.5
Канд. техн. наук В.Н. Коновал
(Черкасский государственный
технологический университет)
ОТБОЙКА ГОРНЫХ ПОРОД УТИЛИЗИРУЕМЫМИ
ВЗРЫВЧАТЫМИ МАТЕРИАЛАМИ В СЛОЖНЫХ
ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Доведена доцільність і обґрунтованість використовування конверсійних матеріалів типу
балістітних порохів і штатних ВР при видобутку корисних копалин.
ROCKS BREAKING BY UTILIZING BLASTING AGENTS IN COMPLEX
GEOLOGICAL CONDITIONS
The expediency and justification of conversion stuffs usage such as ballistic powders and
nominal explosives are proved at production of non-mining mineral deposits.
Боеприпасы (пироксилиновые пороха, баллиститные шашки и др.), десяти-
летиями в большом количестве хранящиеся на артиллерийских складах и назы-
ваемые в настоящее время конверсионными материалами, давно используются
в качестве взрывчатых материалов при взрывном разрушении горных пород [1].
По своим энергетическим и взрывчатым характеристикам, а часто и по хи-
мическому составу, баллиститные пороха незначительно отличаются от обыч-
ных штатных взрывчатых веществ (ВВ), применяемых на открытых горных ра-
ботах для отбойки скальных пород. При определенных условиях, когда диаметр
заряда подобных взрывчатых материалов (ВМ) не ниже критического диаметра
детонации, а масса инициатора обеспечивает достаточно высокое давление для
ее возбуждения, они надежно детонируют во взрывных скважинах и их можно
успешно применять для взрывного разрушения крепких скальных пород.
В наибольшей мере этим условиям отвечают баллиститные шашки марок
РСИ и зерненные пироксилиновые пороха. Критический диаметр детонации
баллиститных шашек обычно не превышает 19 мм, а сухих зерненных пирокси-
линовых порохов находится в пределах 80-250 мм и зависит от размера (марки)
зерна. Учитывая, что минимальный диаметр баллиститных шашек составляет
38 мм, а зерненные пироксилиновые пороха обладают хорошей сыпучестью и
потопляем остью, такими ВМ обеспечивается полное заполнение вертикальных
взрывных скважин в обводненных сложноструктурных массивах горных пород.
Следовательно, они могут использоваться для взрывной отбойки пород при за-
ряжании вертикальных скважин диаметром от 105 до 250 мм и более, запол-
ненных водой.
Необходимо отметить, что на безопасность применения баллиститных ша-
шек и зерненных пироксилиновых порохов влияет их чувствительность к меха-
ническим воздействиям (удару, трению). Причем чувствительность к механиче-
ским воздействиям баллиститных шашек марок РСИ и зерненных пироксили-
новых порохов, хотя и находится в допустимых пределах, т.е. на уровне тротил-
или гексогенсодержащих взрывчатых составов, но все же выше штатных амми-
ачно-селитряных ВВ. Поэтому заряжание указанных ВМ необходимо произво-
Выпуск № 59 88
дить только ручным способом с соблюдением специальных мероприятий, т.е. в
скважину шашки можно опускать только на шнуре, а пироксилиновые пороха
необходимо предварительно флегматизировать водой.
Проведенные исследования показали, что в случае возгорания этих ВМ про-
цесс перехода горения в детонацию исключен. Кроме того, практически отсут-
ствует взаимодействие шашек и порохов с сульфидсодержащими породами и
рудами, а также агрессивными грунтовыми водами.
Баллиститные шашки марок РСИ имеют внешний диаметр от 38 до 245 мм,
что позволяет применять их при заряжании любых скважин, а наличие практи-
чески у всех шашек центрального сквозного канала дает возможность не только
надежно закреплять шашки на шнуре при опускании их в скважину, но и мон-
тировать различные конструкции зарядов, взрываемых с помощью промежу-
точных детонаторов и детонирующего шнура (ДШ).
Высокие взрывчатые характеристики шашек позволяют использовать их при
отбойке пород крепостью до 20 баллов по шкале М.М. Протодьяконова.
Проблема заключается в определении детонационных и дробящих свойств по-
рохов, разработке, проверке эффективных способов и технологии заряжания при
ведении взрывных работ. В связи с этим был проведен комплекс исследований
дробящей способности пироксилиновых и баллиститных порохов на карьере
Хлыстуновского щебзавода по добыче гранитов. В 2002 году в условиях ряда гра-
нитных карьеров Черкасской области ИГТМ НАН Украины и Черкасским госу-
дарственным технологическим университетом совместно с ЗАО «Украгровзрыв-
пром» были проведены исследования эффективности баллиститных порохов при
их взрывании в сильнообводненных породах. Для экспериментальных исследова-
ний на карьере был выбран блок пород, который подрывался зарядами диаметром
250 мм и глубиной скважин 18-20 м. При испытаниях в нижнюю часть взрывных
скважин помещали граммонит 79/21 ГС. Затем устанавливали на одной нити
ДШЭ для инициирования одну шашку ТГ-500, затем опускали баллиститные
шашки, используя специальное устройство в виде карабина, и засыпали между
стенками скважины и шашками граммонит 79/21 ГС. После этого устанавливали
второй боевик – шашку ТГ-500 на одной нити детонирующего шнура марки ДШЭ
и засыпали граммонитом 79/21 ГС. Забойку скважин выполняли гранотсевом.
Удельный расход ВВ составил 1,07 кг/м3.
Взрывание – электрическое короткозамедленное с интервалом в 15 мс.
Испытания показали, что баллиститные шашки и пироксилиновые пороха в
обводненных скважинах устойчиво детонируют в комбинированных зарядах
совместно со штатными ВВ. Кроме того, установлено, что конструкции зарядов
не могут ограничиваться этими вариантами и на практике их количество можно
увеличить, получив положительный эффект, согласующийся с результатами
ранее проведенных промышленных экспериментов [2]. В их число входило
применение, как рассредоточенных зарядов, так и зарядов с переменной мощ-
ностью по длине колонки и др.
В настоящее время получила распространение технология применения бал-
листитных шашек в качестве мощного инициатора низкочувствительных ВВ, в
"Геотехническая механика" 89
которых основным компонентом служит аммиачная селитра (АС) [3]. Балли-
ститные шашки помимо этого можно использовать в качестве линейных ини-
циаторов для зарядов водосодержащих и эмульсионных ВВ.
Следует отметить, что для обеспечения надежной и полной детонации ша-
шек необходим мощный инициирующий импульс. Поэтому, в качестве боевика
рекомендовано использовать тротиловые шашки типа Т-400Г, или других ти-
пов, общая масса которых должна быть не менее 0,8 кг.
В течение 2003-2004 гг. предприятием «Украгровзрывпром» совместно с
ИГТМ НАН Украины и Черкасским государственным технологическим уни-
верситетом были проведены промышленные испытания в карьерах, которые
разрабатывают обводненные скальные породы.
Целью данных испытаний было определение дробящей способности кон-
версионных материалов в виде баллиститных и пироксилиновых порохов, тро-
тиловых шашек в комбинированных зарядах со штатными ВВ. Параметры бу-
ровзрывных работ на ряде карьеров приведены в таблице 1.
В процессе проведения испытаний необходимо было решить следующие за-
дачи:
– выполнить обоснование и выбор конструкции комбинированных зарядов
из конверсионных и промышленных ВВ;
– отработать элементы технологии заряжания конверсионными и штатными
ВВ скважин диаметром 105; 220; 250 мм;
– определить экологическую безопасность применения конверсионных
взрывчатых материалов.
Таблица 1 – Параметры буровзрывных работ на нерудных карьерах
Удельный расход ВВ по типам, кг/м3
Карьеры
Объем
горной
массы,
тыс.м3 в
год
Средний
удель-
ный
расход
ВВ,
кг/м3
Грам-
монит
79/21
Грам-
монит
79/21 ГС
Порох
пирок-
силино-
вый
Порох
балли-
стит-
ный
Удель
ный
расход
ДШ,
м/м3
Хлыстуновский 332,0 0,85 0,3 0,4 0,15 – 0,25
Ерковской 65,8 0,95 0,35 0,2 0,4 – 0,2
Рокитновский 19,0 1,01 0,4 0,2 0,4 0,01 0,23
Богуславский 45,3 0,98 0,5 0,2 0,4 0,08 0,24
Кировоградгранит 156,16 0,98 0,4 0,3 0,2 0,08 0,26
Светловодский 166,4 0,87 0,2 0,17 0,2 0,3 0,28
Завальевский 210,1 0,87 0,17 0,2 0,3 0,2 0,27
В настоящее время на взрывных работах при отбойке горной массы уже ис-
пользованы десятки тысяч тонн пироксилиновых зерненных порохов.
При взрыве пороховых зарядов, насыщенных водой, в продуктах детонации
находится свободный углерод и его окислы, что свидетельствует о низком ко-
эффициенте полезного использования энергии, заключенной в порохах. Повы-
сить его можно путем добавления к ним веществ с положительным кислород-
ным балансом (для сбалансированности получающейся смеси по соотношению
Выпуск № 59 90
горючих и окислительных компонентов). Одним из наиболее дешевых и рас-
пространенных веществ, обладающих положительным кислородным балансом,
является аммиачная селитра.
Исследования показали, что соотношение между порохом и селитрой долж-
но быть порядка 1:1,2 [2]. Это соотношение выведено из уравнения окисления
тринитроклетчатки (основа пироксилинового пороха).
Проведенные эксперименты позволили установить, что указанные смеси об-
ладают детонационными характеристиками, не уступающими штатным ВВ.
Положительные результаты достигаются также при использовании в качестве
наполнителя насыщенного раствора аммиачной селитры. Кроме того, снижение
объемов выброса в атмосферу продуктов взрыва и забойки может быть достиг-
нуто за счет встречного инициирования зарядов из комбинированных зарядов.
Данная технология производства взрывных работ с применением утилизи-
руемых взрывчатых веществ нашла широкое применение при отбойке пород в
сложных горно-геологических условиях (интенсивная трещиноватость и обвод-
ненность разрушаемых массивов).
Основным преимуществом технологии является то, что водоустойчивые до-
рогостоящие промышленные ВВ можно заменить более дешевыми по сравне-
нию с промышленными ВВ баллиститными и пироксилиновыми порохами без
ухудшения качества дробления горной массы.
Выводы:
1. При разрушении крепких горных пород сложной структуры зарядами
конверсионных взрывчатых веществ качество дробления соответствует требо-
ваниям, предъявляемым к взорванной горной массе.
2. При проведении массовых взрывов отказов и неполной детонации зарядов
не обнаружено. Конверсионные материалы устойчиво детонируют в обводнен-
ных скважинах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ресурсосберегающие технологии взрывного разрушения горных пород// Э.И. Ефремов, В.М. Комир,
И.А. Краснопольский, В.П.Мартыненко – К.: Техника, 1990. – 149 с.
2. Об эффективности применения конверсионных материалов при взрывной отбойке труднодробимых об-
водненных пород// Э.И. Ефремов, В.Д. Петренко, В.Н. Коновал, Е.В. Озеров / Металлург. и горноруд. пром-сть
– 1997. – № 1. – С. 55-57.
3. Белин В.А. Технология и безопасность применения утилизированных взрывчатых веществ в промыш-
ленности/ Сб. науч. тр. МГГУ. – М.: МГГУ, 1999. – С. 86-92.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-141303 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T10:44:46Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коновал, В.Н. 2018-08-30T15:05:37Z 2018-08-30T15:05:37Z 2005 Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях / В.Н. Коновал // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2005. — Вип. 59. — С. 87-90. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141303 622.235.5 Доведена доцільність і обґрунтованість використовування конверсійних матеріалів типу балістітних порохів і штатних ВР при видобутку корисних копалин. The expediency and justification of conversion stuffs usage such as ballistic powders and nominal explosives are proved at production of non-mining mineral deposits. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях Rocks breaking by utilizing blasting agents in complex geological conditions Article published earlier |
| spellingShingle | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях Коновал, В.Н. |
| title | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях |
| title_alt | Rocks breaking by utilizing blasting agents in complex geological conditions |
| title_full | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях |
| title_fullStr | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях |
| title_full_unstemmed | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях |
| title_short | Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях |
| title_sort | отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141303 |
| work_keys_str_mv | AT konovalvn otboikagornyhporodutiliziruemymivzryvčatymimaterialamivsložnyhgornogeologičeskihusloviâh AT konovalvn rocksbreakingbyutilizingblastingagentsincomplexgeologicalconditions |