От смеси до взрыва: эффективность и безопасность в одной машине

зарядная машина

Современные технологии добычи и ведения горных работ невозможны без автоматизации, в том числе без применения смесительно-зарядных машин. Подобная смесительно-зарядная техника служит для доставки, механизированого приготовления и подачи промышленных взрывчатых веществ в скважины или шпуры при открытых или подземных горных работах. Производители постоянно расширяют линейку продукции, внедряя различные инновационные решения. Таким образом, эксплуатация машин становится всё более безопасной, несмотря на постоянный контакт со взрывчатыми смесями.

 

Бороться и искать

С момента начала широкого внедрения автоматизации производства в середине прошлого века смесительно-зарядные машины постоянно совершенствовались. В частности, об этом говорят данные Сводной базы патентов СССР (все документы оцифрованы и выложены в открытом доступе). Так, одна из разработок зарядных машин была сделана в 70-е годы прошлого века во Фрунзенском политехническом институте учёными Барановым, Низовкиным, Дуденко, Нифадом и Казниным. «Предложенная машина отличается тем, что она снабжена парогенератором, связанным трубопроводом со шнековым смесителем. Такое выполнение зарядной машины позволяет повысить плотность заряжания», — объясняют учёные своё ноу-хау.

В настоящее время крупные горнодобывающие предприятия по всему миру ведут постоянную работу по совершенствованию всех технологических циклов производства горных работ, рассказывает руководитель отдела БВР АО «НИТРО СИБИРЬ» Пётр Ефремовцев. По его словам, запрос на рост интенсивности и объёмов добычи полезных ископаемых привёл к росту производительности и промышленной безопасности горнодобывающего оборудования. «В переделе взрывных работ это привело к совершенствованию технологий производства, доставки и зарядки промышленных взрывчатых веществ», — считает наш собеседник.

Сложное для непосвящённого человека название «смесительно-зарядные машины» на деле означает оборудование, с помощью которого происходит смешивание разных компонентов для создания взрывчатой смеси и её дальнейшая закладка в скважину. Таким образом, машина служит для изготовления взрывчатой смеси и её доставки к месту взрыва — «в одном флаконе». Совершенно очевидно, что это процесс небезопасный.

 

Созвездие рисков

Важная часть технологического цикла — подготовка компонентов взрывчатых веществ и помещение их в бункер смесительно-зарядной машины.

«Особенность этого процесса заключается прежде всего в соблюдении правил осторожности при обращении с материалами. Не допускается их смешивание даже в малых количествах, равно как и проливы и просыпи», — подчёркивает директор по технологическому развитию ООО «АЗОТТЕХ» Василий Радьков. По его словам, именно поэтому вся технологическая цепочка приготовления и загрузки компонентов в СЗМ регламентируется нормативными документами, руководствами и инструкциями. «Есть требования по допустимым температурам, физико-химическим воздействиям на вещества и их производные. Строго соблюдаются правила работы с компонентами: средства индивидуальной защиты, последовательность действий», — аргументирует он. Система автоматического управления процессами, неотъемлемая часть современных машин, отслеживает и контролирует работу механизмов.

зарядная машина

Фото: azottech.ru

Существуют два основных метода заряжания взрывных скважин: «под столб воды» и «от устья», поясняет Василий Радьков. В первом случае, по его словам, заряжание скважин возможно при их обводнённости или при отсутствии воды, специально осушать скважину не требуется. Заряжание скважины осуществляется при помощи погружного зарядного рукава, который опускается на дно скважины и при начале процесса заряжания поднимается (вытягивается) в автоматическом режиме, при этом конец рукава находится в верхней части заряда. Такой способ, уточняет наш собеседник, позволяет вытеснять воду из скважины и гарантированно без пустот заполнять саму скважину в совокупности с бережным (аккуратным) отношением с заряжаемым веществом. Методом «под столб воды», по его данным, заряжаются ЭВВ с процентным содержанием эмульсионной матрицы в составе ЭВВ от 100 до 70%, что позволяет прокачивать заряжаемое вещество по зарядному рукаву.

зарядная машина

Во втором случае, продолжает эксперт, заряжание скважин происходит после их осушения, а именно откачивания воды. При этом, объясняет он, процесс заряжания осуществляется при помощи шнекового транспортёра или по лотку через устье скважины. «Заполнение скважины происходит сверху гравитационным способом: методом «от устья» заряжаются эмульсионные взрывчатые вещества с процентным содержанием эмульсионной матрицы в составе ВВ от 0 до 70%, предпочтительно применяют составы с содержанием сухой фазы от 100 до 50% и эмульсионной матрицы от 0 до 50: соответственно».

дисплей зарядной машины

Фото: azottech.ru

 

Человеческий фактор

Обычно заряжает скважину оператор из кабины смесительно-зарядной машины.Важно понимать, насколько этот процесс рискован для оператора.

В случае зарядки обводнённых скважин методом «под столб воды», рассказывает Пётр Ефремовцев, процесс происходит путём постепенного поднятия шланга со дна скважины по мере заполнения взрывчатым веществом с вытеснением воды. По его мнению, это обеспечивает целостность колонки заряда, ,без риска получения в заряде прослоек со скважинной пульпой. А заряжание из шнека над «устьем скважины» чаще встречается у смесительно-зарядных машин для неводоустойчивых простейших взрывчатых веществ типа «АСДТ», где нет риска расслоения водой колонки заряда, уточняет он.

Заряжание взрывных скважин из кабины машины не является большим риском, утверждает г-н Радьков, так как процесс образования взрывчатого вещества происходит на выходе из смесительно-зарядной машины или по прошествии некоторого времени, как в случае с заряжанием по зарядному рукаву. По его словам, сам процесс заряжания происходит в полуавтоматическом режиме, система управления контролирует подачу компонентов в процентном соотношении и необходимом количестве, при этом контролируются процессы и в случае возникновения отступлений от заданных параметров происходит их остановка. Процедуру заряжания скважин, уточняет он, можно полностью автоматизировать и выполнять без присутствия человека, однако контролировать размещение инициирующего заряда пока невозможно без присутствия персонала.

 

Деньги и бренды

Удорожание смесительно-зарядных машин в случае применения системы автоматического заряжания скважин зависит от многих факторов, отмечает Василий Радьков. «Соответственно, — аргументирует он, — сумма будет сильно варьироваться, поскольку добавляется не просто алгоритм выгрузки вещества в скважину, а целая система позиционирования машины, автоматического определения номера скважины, с последующим получением задания на количество выгружаемого заряда, глубиной скважины и другими параметрами. В этом случае целесообразно применять систему планирования — диспетчеризации горных работ, и система управления СЗМ будет одной из составляющих глобальной системы».

Смесительно-зарядные машины предлагают и отечественные производители, и зарубежные. При этом российские изготовители используют импортные комплектующие, что ведёт к удорожанию.

Стоимость отечественных СЗМ отличается от импортных на 15–35%, что связано с применением материалов для изготовления, стоимостью рабочей силы, транспортными расходами, разъясняет Василий Радьков. Он уточняет, что применение импортных комплектующих оказывает влияние на стоимость конечной продукции, однако даже при этом «приоритет отечественной техники перед импортной по стоимости неоспорим». Далее, дополняет он, «есть «трудности перевода» технической литературы, иностранные поставщики могут работать согласно своему законодательству, что сказывается на времени ответа и, конечно, стоимости услуг сервисной поддержки. Также хочется добавить, что интерфейс системы управления отображается на русском языке, хотя по желанию можно заказать другие допустимые программой символы».

зарядная машина

Фото: azottech.ru

По словам Петра Ефремовцева, стоимость готовых тротилсодержащих промышленных взрывных веществ, широко применявшихся в прошлом веке, весомые затраты на их доставку и хранение, вынудили добывающие предприятия искать пути повышения эффективности взрывных работ — прежде всего за счёт организации производств простейших гранулированных и эмульсионных промышленных взрывных веществ непосредственно на местах применения. Он добавляет, что за последние годы данная тенденция стала общемировой практикой, позволяющей горнодобывающим предприятиям решать комплекс задач и проблем, связанных с технико-экономической эффективностью и промышленной безопасностью производства.

 

Базис взрыва

Пётр Ефремовцев выделяет простейшие взрывчатые вещества типа «АСДТ». Данные составы, разъясняет эксперт, характеризуются невысокой стоимостью и удовлетворительной работоспособностью. «Вместе с тем неводоустойчивость, неполнота реакции взрывного превращения, выделение ядовитых газообразных продуктов взрыва (экология) и невозможность безопасно регулировать их работоспособность стали отрицательными факторами для их повсеместного применения», — указывает он.

Альтернативой простейшим взрывчатым веществам типа АСДТ, по его мнению, являются эмульсионные взрывные вещества: они характеризуются, наряду с более высокой работоспособностью и полной водоустойчивостью, значительно меньшим объёмом содержания ядовитых газов в продуктах взрыва, выбрасываемых в атмосферу. Недостатком, сдерживающим более широкое применение эмульсионных взрывчатых веществ, является их более высокая стоимость по сравнению с простейшими.

Не менее значимая, по мнению специалиста «НИТРО СИБИРЬ», особенность эмульсионной технологии — их высокая промышленная безопасность. «Невзрывчатые компоненты ЭВВ перевозятся в смесительно-зарядной машине раздельно и превращаются во взрывчатое вещество непосредственно в скважине в процессе заряжания. Это также значит, что готовое взрывчатое вещество не требует хранения на складе взрывчатых материалов, что сокращает издержки, связанные с содержанием и эксплуатацией складов», — утверждает эксперт.
Современный уровень автоматизации зарядной техники, поясняет Пётр Ефремовцев, позволяет заряжать компоненты из кабины смесительно-зарядной машины прямо с панели управления или со специального дистанционного пульта. По его словам, благодаря развитию горных технологий процесс зарядки стал безопасен с санитарно-гигиенической точки зрения: не возникает запыления, статического электричества, а также в случае применения эмульсионных ВВ не образуются взрывоопасные пылевоздушные смеси.

С точки зрения безопасности современных горных технологий, применение промышленных эмульсионных ВВ в СЗМ, сокращает объём перевозки готовых взрывчатых веществ и нивелирует риски их утраты или хищения, чрезвычайных ситуаций и террористических проявлений.

 

Богатство выбора

Выбор СЗМ зачастую связан с конкретной технологией производства промышленных взрывчатых веществ, что обеспечивает безопасность её эксплуатации, считает г-н Ефремовцев. По его мнению, не последнюю роль при выборе поставщика технологии играет опыт и репутация в данной сфере, адаптированность техники к технологиям, к сырью и условиям применения, локализация гарантийного и постгарантийного обслуживания, компьютеризация, возможность загружать в память СЗМ паспорт зарядки и вести электронный учёт массы заряда в каждой скважине, варьировать эксплуатационные характеристики ВВ в процессе заряжания скважин, возможность получить от поставщика весь комплекс услуг для ВР/БВР, включая программное обеспечение для расчёта параметров БВР для максимально эффективного применения, например, промышленных эмульсионных ВВ.

Первоочередное при выборе машины — это целесообразность применения СЗМ, указывает Василий Радьков. Далее, по его словам, следуют технические характеристики, применимые для данного горнодобывающего предприятия, комплектация СЗМ определёнными узлами и механизмами. «Некоторые заказчики просят устанавливать насосное оборудование определённых марок, хотя, на наш взгляд, это несоразмерно между стоимостью и результатами ожидания от применяемых агрегатов. Весь вопрос в правильности эксплуатации СЗМ, а также соблюдении регламентных процедур», — добавляет он.

Разработка новых СЗМ происходит постоянно: появляются новые возможности в обработке материалов, технологические процессы изготовления позволяют упростить и уменьшить конечную стоимость продукции, разрабатываются новые принципы контроля в системе управления за происходящими процессами, отмечает Василий Радьков.

 

Текст: Яна Янушкевич

Новости по теме

круглый стол 05 декабря 2018

Совместное движение к успеху

Как встречи со специалистами горнодобывающей промышленности помогают ООО «Томсккабель» повышать свою конкурентоспособность и улучшать качество ...

Читать...
шахтный транспорт 03 декабря 2018

Подземные дороги

Эти машины невозможно встретить на российских дорогах. Они предназначены для работы в самых экстремальных условиях и способны выдержать ...

Читать...
контроль за шинами 01 декабря 2018

Не потерять контроль

В отраслях, которые не могут существовать без автотранспорта, очень высок процент издержек, связанных с эксплуатацией шин. В основном компании ...

Читать...