СПЕЦПРОЕКТ

Mining World Russia 2020

ПЕРЕЙТИ

Какую прибыль может принести хорошо организованный взрыв

Буровзрывные работы — одна из важнейших составляющих горного дела, с одной стороны экстремальная, а с другой, вполне рутинная часть бизнеса, в которой точно так же, как в любом коммерческом предприятии важны снижение издержек и рост эффективности.

Дело в том, что существующие технологии ведения взрывных работ не всегда обеспечивают требуемое качество дробления горной массы, часто приводят к выходу негабаритной фракции при взрыве или к переизмельчению руды (породы), повреждению крепи горных выработок, снижению коэффициента эффективности взрыва.

Совершенствование буровзрывных работ (БВР) идёт в направлении снижения объёма «утечек» энергии взрыва, приводящих к недостаточно эффективному разрушению массива горной породы.

gduran.ru

В разработку новых материалов и способов повышения эффективности добычи вносит свой весомый вклад ООО «Горные системы и технологии» — научно-производственная компания (г. Кемерово), занимающаяся разработкой, производством и внедрением профессиональных материалов и ноу-хау, которые позволяют обеспечивать крепление горных выработок в шахтах и рудниках; изолировать угольные пласты от взаимодействия с рудничной атмосферой;
укреплять трещиноватые, разрушенные и слабые породы в процессе строительства и эксплуатации шахт и рудников;
производить эффективную закладку выработанного пространства и заполнение пустот;
обеспечивать гидроизоляцию подземных, а также водопропускных сооружений;
снижать расход цемента, обеспечивая рост производительности труда при выполнении работ по закладке выработанного пространства и много чего ещё, включая повышение коэффициента использования шпура (КИШ) или скважины (КИС) при ведении буровзрывных работ.

Среди последних ноу-хау, разработанных компанией «Горные системы и технологии», — Забойка минеральная уплотняющаяся SBP, изделие, предназначенное для изоляции заряда взрывчатого вещества, помещённого в шпур (пробуренную скважину), то есть для «запирания» продуктов детонации и концентрации энергии взрыва на разрушении горных пород.

Забойка, разработанная специалистами «Горных систем и технологий», была успешно испытана в ходе буровзрывных работ, проводившихся в 2017-2019 годах на целом ряде горнодобывающих предприятий.

Теория «запирания»

В связи с тем, что одним из основных факторов, при котором обеспечивается качественное дробление горного массива, является увеличение времени воздействия взрыва, в последние десятилетия выполняется множество теоретических и экспериментальных исследований в этом направлении.

Активно ведутся работы по поиску путей увеличения времени действия взрывного импульса как за счёт конструкции заряда, так и за счёт увеличения запирающего действия забойки.

Работа в данном направлении ведётся в том числе и в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных — кандидатов наук (с августа 2018 года).

Ухудшение качества дробления породы при взрывании без забойки объясняется преждевременным прорывом значительных объёмов газов в атмосферу без совершения полезной работы.

Но и качество самой забойки, материала из которого она сделана очень важно, ведь она обеспечивает полноту детонации взрывчатого вещества; увеличивает продолжительность импульса взрыва и, следовательно, степень использования его энергии, а также предотвращает опасный разброс кусков породы вырывающимися газами в процессе их истечения через устье скважины.

В момент взрыва часть забойки, обращённая в сторону заряда, расклинивается и герметизирует шпур на период взрыва, увеличивая тем самым время воздействия продуктов взрыва на породу, и способствует наиболее полному использованию выделяющейся энергии.

Согласно ряду исследований, наличие забойки увеличивает продолжительность взрывного импульса на 35-40 %.

Однако практика использования в качестве забойки песчано-глиняных пыжей или полиэтиленовых ампул с водой демонстрирует несовершенство этих технологий, требует разработки более современных ноу-хау.

Анализ показал, что забойка должна иметь малую длину, располагаться у устья скважины и надёжно запирать скважину до момента разрушения массива.

Засыпные забойки не отвечают указанным требованиям, поскольку длина их велика. Столь же малоэффективны и гидрозабойки.

В связи с этим возникает вопрос, какая забойка и какая технология её установки наиболее приемлемы для повышения полезного использования энергии взрыва?

Естественно такие, которые при минимальных материальных и трудовых издержках производства и установки в шпуры (скважины) обеспечивают максимальную прибыль.

Особенно остро этот вопрос встал с приходом к руководству горными предприятиями эффективных собственников, заинтересованных в конечном результате и готовых увеличить затраты на забойку, если полученная отдача существенно превысит эти затраты.

SBP — просто, но эффективно

В ООО «Горные системы и технологии» пошли по пути максимально возможного упрощения способов производства забойки, её хранения и закладки в шпур при достижении максимального запирающего эффекта в процессе взрыва.

«Забойка минеральная уплотняющаяся SBP представляет собой в подготовленном к установке виде инертное и негорючее изделие. Это сухой минеральный материал, помещённый в оболочку из нетканого материала.

После замачивания забойки и её установки в шпур (скважину) оболочка обеспечивает необходимый выход цементного молочка и добавок для скрепления изделия со стенками шпура.

Для этого нужно извлечь из влагозащитной упаковки необходимое число ампул забойки и опустить их на 40-60 секунд в ёмкость с водой, достать и произвести надрезы оболочек ампул (длиной не менее 25 см).

После этого надо поместить забойки в шпуры, не допуская просыпания смеси, и осторожно утрамбовать забойником.

При затвердевании забойка скрепляется с внутренней поверхностью шпура и обеспечивает надёжное запирание газообразных продуктов взрыва в скважине.

За счёт специального состава забойка быстро набирает прочность», — рассказывает директор и учредитель компании Никита Орлов.

Специалисты «Горных систем и технологий» отмечают, что SBP может применяться как самостоятельная забойка, так и в сочетании с забойкой из глины, смеси глины с песком, а также с гидрозабойкой.

Очень важно правильно хранить запасы SBP (гарантия при правильном хранении в таре производителя даётся на 12 месяцев со дня изготовления). Забойка должна быть упакована в полиэтиленовые пакеты с учётом размеров ампул.

Свободный верх пакета надёжно запаковывается. Для повышения надёжности защиты от попадания влаги и от загрязнения полиэтиленовые пакеты с ампулами помещают в специальные коробки из картона.

Испытания прошли успешно

10-11 октября 2017 года забойку SBP-300\32 испытали на подземном руднике №1 в Краснокаменске (Забайкальский край), принадлежащем уранодобывающей компании ПАО «ППГХО».

По заключению комиссии, ампулы забойки вводились в шпуры без затруднений и создавали хорошее сцепление с его стенками, обеспечивая высокую запирающую способность при детонации взрывчатого вещества (аммонита).

Было зафиксировано увеличение коэффициента использования шпура (КИШ) с 0,68-0,78 до 0,92-0,94, что привело также к снижению удельного расхода аммонита на 20-25% за цикл.

Забойка SBP также прекрасно проявила себя в 2018 году, в условиях рудника Яковлевский, принадлежащего ООО «МЕТАЛЛ-ГРУПП». В ходе испытаний, как и в первом случае, проводилось сравнение полученного результата при ведении буровзрывных работ с применением забойки с полученными раннее результатами без применения забойки в тех же выработках без изменения прочих условий.

После первых же испытаний комиссия установила, что в результате применения забойки SBP было обеспеченно увеличение КИШ на 17,6% и снижение удельного расхода взрывчатого вещества (аммонита) на 13,7%.

При этом забойка дала нулевую величину стаканов, образовавшихся после взрывов. В то время как при проведении взрывов без забойки глубина стаканов достигала 15-30 сантиметров. Соответственно вырос и объём отбитой горной массы в случае с применением забойки.

Буровзрывные испытания были проведены в условиях различных горных пород, с различными параметрами шпуров, и везде были достигнуты положительные результаты.

Комиссия в итоге заключила, что забойка минеральная уплотняющаяся SBP проста в использовании; её введение в шпур не ведёт к повреждению волновода; зафиксировано увеличение КИШ на 11-19% и снижение удельного расхода аммонита на 9,5-16,3%.

В том же 2018 году были произведены испытания в условиях Шерегешской шахты Горно-Шорского филиала компании АО «ЕВРАЗРУДА». В ходе испытаний забойка SBP применялась в различных горно-геологических условиях.

Особое внимание уделялось тем условиям, для которых был характерен пониженный КИШ и нарушение крепления шахты после проведения взрывных работ. В каждый заряженный шпур вводилась одна ампула забойки SBP (в незаполненную полость шпура).

В ходе первоначальных испытаний было установлено, что применение забойки дало снижение глубины стаканов в среднем на 14 сантиметров, увеличение КИШ на 3,2% и снижение удельного расхода аммонита на 3%.

Кроме того, отмечалось значительное снижение количества и объёмов повреждений анкерного крепления.

В конечном итоге, в ходе проведения испытаний комиссией было установлено, что использование забойки SBP позволяет сократить количество шпуров с 56 до 50-52, что сокращает бурение на 16-24 метра на один забой;
сократить расход аммонита до 27,8 кг на один цикл;
увеличить КИШ на 3,2%;
значительно снизить масштабы нарушений крепления после проведения взрывных работ, что привело к сокращению затрат на перекрепку и в целом увеличило вероятность осуществления цикла БВР в каждую смену, несмотря на возникающие задержки при ликвидации неполадок и непредусмотренных простоев.  ®

Шпур


Цилиндрическая горная выработка диаметром до 75 мм, глубиной до 5 м, образуемая в результате бурения. Для бурения шпуров применяют электросвёрла, бурильные молотки и другие лёгкие и самоходные бурильные машины.

Шпуры различаются по глубине на мелкие (до 1,5 м), средние (1,5-2,5 м) и глубокие (свыше 2,5 м), по направлению — на горизонтальные, вертикальные и наклонные.

КИШ


Коэффициент использования шпура: отношение использованной глубины шпура к первоначальной глубине. При взрыве зарядов ВВ в шпурах порода не отрывается на всю глубину шпуров, часть шпура по глубине не используется и остается в массиве породы. Эту часть принято называть «стаканом», а в отсутствии стакана – «пятаком».

SBP


Забойка минеральная уплотняющаяся SBP (производства ООО «Горные системы и технологии») применяется в горнорудной и угольной промышленности при буровзрывных работах в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности: «Правил безопасности при взрывных работах», «Правил безопасности при ведении горных работ и переработке твёрдых полезных ископаемых» и правил безопасности в угольных шахтах».

Представляет собой инертное изделие, предназначенное для изоляции заряда взрывчатых веществ — «запирания» продуктов детонации, повышения коэффициента полезного действия взрыва, снижения радиуса разлёта взорванной горной массы.


ООО «Горные системы и технологии»
Россия, г. Кемерово, пр. Кузнецкий, д. 176, оф. 4
По России (бесплатный): 8-800-350-97-93
для звонков из других стран: +7 (384-2) 777-457
info@mst.ru.com
www.mst.ru.com

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №3, 2019

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.