Механизация погрузочно-разгрузочных работ на складах взрывчатых материалов

При погрузочно-разгрузочных работах на базисных складах механизированы разгрузка железнодорожных вагонов, транспортирование ВВ в хранилища и выполнение операций с ними в хранилищах, а также операции загрузки транспортных машин, подающих ВВ на пункты их подготовки (рис. 13.2).

При механизированной погрузке и разгрузке ВВ в хранили­щах допускается применение только специальных аккумулятор­ных погрузчиков во взрывобезопасном исполнении типа ЭПВ-1,25, во взрывозащищенном исполнении ВЗГ. Погрузчики типа ЭПВ-1,25 изготовляются двух серий: 612 — для штабелирования грузов на высоту 2,75 м и 614 — для штабелирования на высоту 1,5 м.

Недостатками погрузчиков ЭПВ-1,25 являются их низкая маневренность, малая емкость аккумуляторных батарей, возмож­ность работы только на ровных и твердых покрытиях, а также необходимость строительства пунктов их технического обслужива­ния. Щелочные аккумуляторы электропогрузчиков работоспо­собны при температурах не ниже —21 °С и не выше +45 °С, что вызывает большие сложности при их работе в зимнее время и в районах с жарким климатом.

Электропогрузчики ЭПВ-1,25 используют в сочетании с авто­погрузчиками, которые выполняют все погрузочно-разгрузочные

Рис. 13.2. Схема механизации погрузочно-разгрузочных работ на складе ВМ.

Рис.13.3. Схема формирования пакета из мешков с ВВ на поддоне: 1 – поддон; 2 – мешки с ВВ; 3 – строповочные ремни.

операции на территориях разгрузочных площадок складов ВМ, а электропогрузчики ЭПВ-1,25 — внутри хранилищ. В качестве автопогрузчиков применяются дизельные типа ДВ и бензиновые типа БВ болгарской фирмы «Балканкар».

Доставка мешков с ВВ с заводов-поставщиков производится навалом в крытых вагонах. При этом мешки с ВВ вручную или с помощью переносных ленточных конвейеров выдаются из вагонов и укладываются на деревянные двухзаходные поддоны разме­ром 900 X 1100 мм в штабеля по 20—25 шт. (рис. 13.3). Для обеспе­чения целостности штабеля мешки склеиваются в процессе их укладки или скрепляются специальными строповочными рем­нями (рис. 13.4). После выдачи части мешков из вагона формирова­ние пакетов целесообразно производить в вагоне и выдавать их из вагона с помощью автопогрузчика (рис. 13.5), которым пакет доставляется в хранилище ВМ.

Применение аккумуляторных погрузчиков и поддонов позво­лило увеличить в 6—8 раз производительность труда рабочих при разгрузочных и погрузочных операциях с ВВ на складах и до­вести ее до 80 —120 т в смену.

Для выгрузки ВМ погрузчиками из вагона в хранилище вдоль железнодорожных путей сооружаются подъездные рампы. В рам­пе смонтирован откидной мостик для соединения ее с полом ва­гона. Вагоны с ВВ подаются мотовозом по железнодорожным путям непосредственно к хранилищам.

Рис. 13.4.Строповочные ремни для фор­мирования пакета с мешками: 1 — поддон; 2 — ремни

Погрузка ВВ на автомо­били КрАЗ-222 для транспор­тирования ВВ на взрываемый блок или пункт подготовки ВВ производится также с по­мощью погрузчика.

В перспективе на складах ВМ могут сооружаться бун­керы вместимостью 200—600 т, предназначенные для механи­зированной загрузки их посту­пающим на склад и снабжен­ные дозаторами для загрузки зарядных машин, а также ус­тройствами против слеживания и перегрева ВВ.

Возможно также хранение ВВ в специально оборудован­ных хранилищах россыпью. Для внедрения способа бестарного хранения требуются специ­альные исследования по оценке изменения свойств ВВ в процессе хранения, а также разработка системы учета и контроля рас­хода и поступления материалов.

С уменьшением масштабов производства экономическая эффек­тивность комплексной механизации взрывных работ снижается из-за роста удельных капитальных вложений и увеличения чис­ленности обслуживающего механизмы персонала.

В настоящее время механизация взрывных работ на объектах с ограниченным объемом потребления ВВ не получила еще ши­рокого применения, что сдерживает дальнейший прогресс в обла­сти взрывной подготовки горных пород на большом числе объектов строительства и карьеров промышленности строительных мате­риалов.

Склады ВМ, как правило, удалены на значительные расстоя­ния от железнодорожных разгрузочных площадок, что вызывает необходимость осуществления промежуточных перевозок ВВ авто­транспортом.

По данным треста Союзвзрывпром, на долю погрузочно-разгрузочных операций приходится 60 % всех затрат руч­ного труда, а трудоемкость заряжания и забойки скважин со­ставляет соответственно 25 и 15 %.

Механизированная грузопереработка ВВ в мешкотаре осу­ществляется по пакетной схеме, предусматривающей разгрузку ВВ на приемной площадке, транспортирование пакетированного ВВ

Рис. 13.5. Выгрузка поддонов с мешками ВВ из вагонов

автотранспортом до склада ВМ, разгрузку и размещение пакетов с ВВ в хранилищах.

Внедрение пакетной грузопереработки ВВ с применением авто- и электропогрузчика ВМ экономически обосновано при про­пускной способности склада ВВ не менее 1000 т ВВ в год. Меха­низацию складов ВМ с годовой пропускной способностью 400— 1000 т ВВ технически и экономически целесообразно осуществ­лять с применением малогабаритных автопогрузчиков отечествен­ного и зарубежного производства грузоподъемностью 1—3 т, оборудованных нейтрализаторами выхлопных газов и пламеискрогасителями.

Механизацию работ на складах с пропускной способностью менее 400 т в год надо осуществлять с применением средств малой механизации — ручных гидравлических тележек и штабелеров. Для их успешной эксплуатации нужно твердое и ровное покрытие транспортных поверхностей. Для условий складских операций с пакетированными на поддонах мешками с ВВ эффективно при­менять финские ручные гидравлические вилочные тележки «Рокла» RH-240 (рис. 13.6, а), RH-242 и штабелеры «Рокла» РVК-81 (рис. 13.6, б). Тележки RH-240 и RH-242 имеют грузоподъем­ность 2400 кг и могут без особых усилий передвигаться вручную. Ручные штабелеры РVК-81 имеют грузоподъемность 800 кг и высоту подъема 1,5 м, что позволяет эффективно использовать их при разгрузке ВВ на поддонах с автотранспорта и осуществлять двухъярусное штабелирование пакетов с ВВ в хранилищах складов ВМ.

Рис. 13.6. Гидравлическая тележка (а) и штаблер (б) фирмы «Рокла» (Финляндия)

Рис. 13.7. Схема механизированной подачи ВВ в мягких кон­тейнерах из вагонов на пункт снаряжения зарядных машин

В настоящее время интенсивно расширяется поставка ВВ на предприятия в мешках, уложенных в жестких контейнерах об­щего назначения разной грузоподъемности от 3 до 30 т. Это поз­воляет свести к минимуму ручные погрузочно-разгрузочные опера­ции с ВВ (загрузка в контейнеры и выгрузка мешков на пункте снаряжения зарядных машин или на заряжаемом блоке). Это повышает сохранность ВВ, особенно при доставке на отдаленные горные предприятия Северо-востока СССР с многочисленными перегрузками на разные виды транспорта. Кроме того, ВВ в кон­тейнерах могут храниться на складах, на открытых площадках, т. е. там, где не требуется сооружения дорогих хранилищ. В бли­жайшие годы будут увеличиваться поставки ВВ на горные пред­приятия в мягких контейнерах одноразового использования типа МКР-1,0 грузоподъемностью 1,0 т и многоразового использова­ния МКР-1,0М. Это полностью устранит ручные погрузочно-разгрузочные операции с ВВ, но потребует обеспечения складов ВМ и пунктов снаряжения зарядных машин средствами механи­зированной обработки этих контейнеров по всей цепочке вагон— склад—пункт снаряжения зарядных машин. Поэтому в первую очередь поставка ВВ в мягких контейнерах будет производиться на крупные предприятия с большим годовым потреблением ВВ (более 10 тыс. т в год).

Опытный механизированный пункт переработки ВВ в мягких контейнерах разработан предприятием Кривбассвзрывпром. В нем (рис. 13.7) из железнодорожных вагонов 1 контейнеры 2 аккумуля­торным погрузчиком 3 транспортируются по рампе к опрокиду 4, где контейнер переворачивается на 180° и ВВ ссыпается в прием­ный бункер 6 вместимостью 14,5 м³, откуда происходит снаряже­ние зарядных машин 7. Опрокид оборудован отсасывающей си-

Рис. 13.8. Погрузчик с мягким контейнером

стемой вентиляции 5, что обеспечивает нормальные санитарно-гигиенические условия по запыленности в зоне выгрузки контей­неров. Производительность пункта 20 т/ч. Погрузчик перемещается по железобетонной рампе, а для снаряжения зарядных машин под бункером сделана выемка с наклонными въездом и выездом. Выгрузка мягкого контейнера погрузчиком показана на рис. 13.8.

СТАЦИОНАРНЫЕ ПУНКТЫ ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКИ (ИЗГОТОВЛЕНИЯ) ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕШЕСТВ

Стационарные пункты подготовки и приготовления ВВ или их компонентов подразделяются на следующие пункты:

приготовления бестротиловых простейших ВВ (игданитов) из невзрывчатых компонентов;

растаривания промышленных ВВ и снаряжения зарядных машин;

приготовления горячего насыщенного раствора селитр со ста­билизирующими добавками для приготовления на взрываемом блоке водосодержащих ВВ;

приготовления обратных эмульсий из раствора селитр с эмуль­гаторами для приготовления на взрываемом блоке эмульсионных ВВ.

Ниже рассмотрены схемы и технология работ на перечислен­ных пунктах подготовки и приготовления компонентов ВВ.

Пункты для приготовления игданитов. На крупных карьерах или на участке специализированной организации, ведущей взрыв­ные работы на группе карьеров (по типу объединения Северо-Во­сток золото), с большим объемом потребления игданита могут создаваться специализированные стационарные пункты его при­готовления. Оборудование пунктов должно обеспечивать высокопроизводительное

и безопасное выполнение следующих опе­раций: приемка аммиачной селитры и размещение ее в хранилище; хранение селитры в режиме, исключающем ее излишнее увлаж­нение и слеживание; подача селитры в узел приготовления игданита; приготовление игданита и дозированная погрузка получен­ного ВВ в зарядные машины.

В настоящее время основным типом ВВ, используемым для разработки россыпей Северо-востока СССР, является игданит, доля которого превысила 60 % общего объема потребления ВВ в этом регионе.

Созданный ВНИИ-1 комплекс «Берелех» позволил механизи­ровать приготовление игданита в объединении Северо-восток-золото на 100 % и в объединении Якутзолото на 60 %. В настоя­щее время в промышленной эксплуатации находятся 35 комплек­сов «Берелех». Одновременно была создана технология бестарного хранения аммиачной селитры (АС) в буртах вместимостью 600 т. Исследования, проведенные ВНИИ-1 и ИПКОН АН СССР по оценке пригодности для изготовления игданита аммиачной селитры десяти различных заводов-изготовителей, показали, что АС, не подвергнутая специальной обработке, способна удержи­вать лишь 3—4 % дизельного топлива (ДТ). Низкая стабильность игданита сокращает допустимое время нахождения зарядов в сква­жинах, что ограничивает объемы массовых взрывов, увеличивает их количество и приводит к неоправданным издержкам от про­стоев буровых станков, землеройной техники, а в целом к сниже­нию технико-экономических показателей взрывных работ.

Перспективны два метода повышения стабильности игданита: введение в дизельное топливо поверхностно-активных веществ (ПАВ) и введение в состав игданита на стадии смешивания его компонентов дисперсных горючих добавок.

Наилучшие результаты получены при использовании смеси, состоящей из неионогенных и катионного ПАВ. Добавка этой композиции в сочетании с сорастворителем ПАВ к ДТ обеспечи­вает стабильность игданита при температуре от —5 до —45 °С в течение 72 ч.

Схема дозирования жидкого горючего компонента при изго­товлении игданита на установке ИСИ-2 показана на рис. 13.9. На нагнетательной ветви магистрали жидкого горючего компо­нента от шестеренчатого насоса устанавливаются регулятор рас­хода (дроссель) жидкого компонента 3 и обратный клапан 2. Для осуществления контроля за расходом жидкого горючего ком­понента в системе его подачи предусматривается установка двух дозаторов 8, оборудованных соответствующей запорной армату­рой. Из накопительной емкости 1 жидкий компонент самотеком поступает через входные клапаны 9 в дозаторы 8, после чего входные краны устанавливают в закрытое положение. Подача жидкого компонента в смесительный шнек ИСИ-2 через распыли­тельную форсунку 5 осуществляется установкой одного из кранов

Рис. 13.9. Схема дозирования подачи жидкой горючей добав­ки для приготовления игданита на установке ИСИ-2

дозатора 7 в открытое положение с последую­щим включением насоса 6. Расход жидкого горючего компонента устанавлива­ется с помощью дросселя 4, при этом избыточное количество его возвращается через обратный клапан в ра­ботающий дозатор. Непрерывное дозирование обеспечивается попеременной работой дозаторов посредством переключения од­ного дозатора на другой после опорожнения работающего дозатора. Благодаря тому, что вместимость каждого дозатора рассчитана на вместимость бункера-накопителя готового игданита, создается возможность постоянного контроля за соблюдением соотношения смешиваемых компонентов, и по мере необходимости осуществляется корректировка в подаче жидкого горючего компонента. Введение добавок композиции ПАВ и сорастворителя при изготовлении стабильного игда­нита осуществляется в накопительную емкость с ДТ. В на­стоящее время во ВНИИ-1 разработана и прошла про­мышленные испытания на предприятиях технология изготовле­ния трехкомпонентного игданита, обладающего одновременно улучшенной стабильностью и повышенной энергией взрыва. Для изготовления этого игданита был применен разработанный ВНИИ-1 комплекс оборудования ИСИ-2 производительностью 20 т ВВ в час.

Разработан новый способ получения алюминизированных ВВ методом холодного смешивания компонентов в условиях горных предприятий.

Дисперсный горючий компонент равномерно распределяется в жидкой добавке до образования однородной суспензии, после чего этой суспензией обрабатываются гранулы аммиачной се­литры, при этом поверхностный контакт между дисперсным ком­понентом и гранулами АС усиливается наличием в составе ВВ добавок ПАВ. Применение этой технологии для приготовления многокомпонентных составов позволяет исключить расслоение взрывчатой смеси в процессе ее приготовления, транспортирова­ния и заряжания. В основу устройства для приготовления су­спензий был положен принцип работы струйного аппарата в ре­жиме жидкость—воздух по замкнутой гидравлической схеме (рис. 13.10). При этом в качестве рабочей жидкости использова­лась жидкая горючая добавка, циркулирующая между насосом 1 и баком 2 по кольцевому трубопроводу. Загрузка дисперсного

Рис. 13.10. Схема смешивания жидкой горючей добавки с алюминиевой пудрой

компонента 3 (порошок алюминия) в смесительный бак устрой­ства производилась из поставляемой тары— стальных барабанов по гибкому шлангу под действием разряжения, создаваемого струей рабочей жидкости в смесительной камере гидроэлеватора. Устройство для приготовления суспензий, получившее название гидровакуумный смеситель, вошло в состав установки ИСИ-2 для изготовления трехкомпонентных игданитов с повышенной энергией взрыва. Селитра подается в емкость 4 и смешивается с суспензией в наклонном шнеке 5 (см. рис. 13.9).

Пункты для механизированного растаривания и загрузки ВВ в зарядные машины должны обеспечивать выполнение следующих операций: прием ВВ в мешках или мягких контейнерах, растаривание мешков или контейнеров в накопительный бункер для снаря­жения зарядных машин, сбор использованной тары. Такой пункт растаривания показан на рис. 13.11.

Доставка ВВ на пункт предусматривается на поддонах акку­муляторным погрузчиком ЭШ-181 грузоподъемностью 1000 кг, автомашинами или железнодорожными вагонами.

Погрузчик опускает мешки с ВВ на площадку у концевой части наклонного ленточного конвейера. Отсюда мешки поступают на ленту, поднимаются на верхнюю площадку и при сходе с кон­вейера захватываются растаривающей вибрационной установкой УРВ-2, в которой разрезаются бумажные мешки, происходит частичное измельчение слежавшегося ВВ, а неразрушившиеся куски ВВ поступают в валковую дробилку. Из-под сита и от дробилки измельченное ВВ поступает в бункер-накопитель. Бу­мажная упаковка по лотку направляется в сборную емкость. Выпускные отверстия бункера оборудованы затворами-дозаторами, из которых ВВ поступает в емкости зарядных машин.

Рис. 13.11. Схема стационарного механизированного пункта подготовки (при­готовления) ВВ:

1 — наклонная галерея с конвейером; 2 — здание растеривающей установки; 3 — бун­кер-накопитель; 4 — лоток для выпуска мешкотары; 5 — зарядная машина

С пункта до места взрывов ВВ доставляется в транспортно-зарядных автомашинах. Такой пункт целесообразно оборудовать двумя бункерами, в один из которых загружается гранулотол, а во второй — гранулированная аммиачная селитра. Для за­правки зарядных машин имеется емкость с соляровым маслом.

Целесообразно бункеры двухбункерных зарядных машин сна­ряжать игданитом и гранулотолом и использовать каждое ВВ раздельно для заряжания нижней (обводненной) и верхней (су­хой) частей скважин.

В организациях Кривбассвзрывпром и Кмавзрывпром при­меняются передвижные растаривающие установки, смонтирован­ные на автомашине, которой можно растаривать мешки непосред­ственно из железнодорожных вагонов и снаряжать зарядные машины вблизи места взрыва в любом месте карьера (рис. 13.12).

Применение передвижных растаривающих установок типа МПР-30 делает ненужным сооружение стационарного растаривающего пункта, что обеспечивает снижение затрат на растаривание ВВ и позволяет менять место растаривания ВВ (снаряжение зарядных машин). Недостатками передвижных растаривающих установок являются низкая производительность снаряжания зарядных машин и повышенная запыленность в рабочей зоне опе­ратора на верхней площади растаривания.

Пункты для приготовления горячего насыщенного раствора селитр. В этих пунктах готовится раствор аммиачной, натриевой и кальциевой селитр со стабилизирующими добавками (полиакриламид, карбоксилметилцеллюлоза, ПАВ и т. д.). Раствор

Рис. 13.12. Схема самоходной погрузочно-растаривающей установки МПР-30

применяется в качестве компонента для приготовления на взры­ваемом блоке горячельющихся ВВ путем добавления в него гранулированного или чешуйчатого тротила. При этом образуется суспензия из раствора и частиц тротила, имеющих различную плотность. Для стабилизации заряда в него вводят в процессе заряжания добавки и поперечные сшивки, ускоряющие его за­гущение.

Взрывчатые смеси на основе горячего раствора аммиачной селитры типа ГЛТ-20 освоены на Лебединском ГОКе по разра­боткам Ленинградского горного института с участием НИИКМА. В 1975 г. на этом ГОКе был построен пункт для приготовления горячего раствора селитры. В состав пункта входят склад селитры, установка для приготовления горячего раствора окислителя, машина УДС для доставки готового раствора окислителя и смесительно-зарядный агрегат СЗА-1. На этом пункте производятся растаривание с измельчением слежавшейся селитры, приготовле­ние горячего ее раствора со стабилизирующими добавками, за­грузка готового раствора в доставочную машину УДС.

С 1986 г. комбинат использует для приготовления водосодержащих ВВ зарядные машины «Акватол-1У» и «Акватол-3», кото­рые снаряжают на пункте горячим раствором селитр и достав­ляют его на заряжаемый блок. Сюда же в зарядной машине МЗ-ЗА доставляют тротил (гранулированный или чешуйчатый), откуда он по зарядному рукаву через объемные дозаторы подается в ем­кость машины «Акватол-1У», из которой после перемешивания в течение 15 мин поступает по зарядному шлангу в скважину под столб воды.

Изготовленная на комплексе взрывчатая смесь ГЛТ-20 имеет плотность заряжания в 1,4—1,6 раза выше по сравнению с гра­нулированными ВВ.

Применение взрывчатой смеси ГЛТ-20 обеспечивает снижение себестоимости 1 т ВВ в 1,7—2 раза и дает возможность уменьшить объем бурения скважин на 15—20 % за счет повышения объемной концентрации энергии заряда ВВ. ГЛТ-20 целесообразно при­менять в первом ряду скважин с увеличенной величиной линии сопротивления по подошве, взрывать блоки с расширенной сеткой скважин.

На практике известны следующие способы заряжания обвод­ненных скважин льющимися ВВ: через столб воды, в предва­рительно осушенные скважины, под столб воды.

Заряжание через столб воды применимо для полностью не­растворимых ВВ. Для ВВ, содержащих селитру, этот способ за­ряжания неприемлем из-за растворения селитры. Растворение селитры идет до полного насыщения раствора. При прохождении ГЛТ-20 «через столб воды» теряется до 60 % селитры. Введение загустителя снижает растворение, но даже при увеличенном со­держании загустителя в раствор уходит до 40 % селитры.

Возможна технология заряжания с предварительным осуше­нием, однако эффективных установок для осушения не имеется, и такая технология усложняет заряжание из-за появления до­полнительной машины на блоке.

При заряжании ВВ под столб воды зарядный шланг опускают на забой скважины и по мере заполнения скважины взрывчатой смесью поднимают синхронно с помощью механизмов. Для соста­вов с загустителями потери АС при заряжании «под столб воды» не превышают 5 %.

В процессе отработки технологии заряжания «под столб воды» оказалось, что во время заряжания нет необходимости синхронно поднимать шланг, так как ВВ типа ГЛТ-20 за время прохождения по шлангу не успевает остыть. Чем глубже скважина, тем легче заряд идет по шлангу под собственным весом. Шланг легко извле­кается из заряда, и чем больше воды в скважине, тем легче под­нимать шланг.