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.