Наталья Дёмшина
Как повысить эффективность применения эмульсионных взрывчатых веществ в БВР? Будут ли российские недропользователи массово переходить на электронные средства инициирования взрывов?
Эти и другие вопросы обсуждали участники декабрьской конференции компании «Полюс» «Люди. Золото. Технологии» в Красноярске на сессии «Производство и применение ВМ».
Коллеги попробовали разобраться в особенностях применения взрывчатых веществ и средств инициирования в целом по рынку, затронули актуальные вопросы технологий их производства.
Тротил или эмульсия?
О том, что сегодня происходит на рынке взрывчатых веществ и средств инициирования взрыва, рассказал Виктор Жуликов, руководитель проектов АО «Промсинтез»:
«Сейчас остро стоит проблема производства тротила, поскольку тротиловые шашки-детонаторы применяются по всему миру. Тротила стало не хватать, ведь в последние 20 лет, особенно в России, его производство постепенно снижалось. Из 34 заводов в мире действует только 16, в последние несколько лет построено только два. В год по миру производится 122 тысячи тонн тротила, тогда как эмульсионных ВВ — 100 миллионов тонн ежегодно, — сообщил докладчик. — Хотя, например, компания Orica, которая продвигает эмульсионные ВВ, использует тротиловые шашки как премиальный продукт, строит новые установки по их производству. Тогда возникает вопрос: а какой тренд перехода на эмульсионные ВВ, если мы всё равно сохраняем шашки?»
Россия остаётся вторым после Китая самым крупным производителем тротила в мире, хотя потребление шашек в стране небольшое — около 5–6 тысяч тонн в год на протяжении 5–7 последних лет. Общие же объёмы используемых ВВ в стране растут в связи с освоением новых месторождений. К 2035 году потребление взрывчатых веществ прогнозируется на уровне 4 млн тонн.
«В сегменте взрывчатых материалов явных новых трендов не наблюдается, но есть интересные наработки по замене в эмульсии селитры перекисью водорода. Однако здесь много вопросов с точки зрения безопасности применения этого варианта. Пока нет более дешёвого окислителя, чем аммиачная селитра, новых открытий в ближайшие годы, наверное, не предвидится. Поэтому второй актуальный вопрос в последние несколько лет — разработка эффективных средств инициирования взрыва», — объяснил Виктор Жуликов.
Электронные и неэлектрические детонаторы?
В мире сейчас главным образом применяются электронные системы инициирования. Это связано в основном с решением Китая, принятым в 2019 году, полностью отказаться от неэлектрических систем к концу 2023-го. Сейчас только эта страна производит 700 миллионов электронных детонаторов в год. Соответственно, общий мировой рынок электронных систем инициирования можно оценить примерно в 900 миллионов детонаторов ежегодно.
В России переход на электронные детонаторы происходит медленнее. В год производится около 61 миллиона неэлектрических детонаторов, а потребление электронных составляет всего 1,5 миллиона штук. Это связано и с ценой средств инициирования, и с уходом иностранных компаний.
«Наша компания, как новый участник рынка систем инициирования, предполагает, что электронные детонаторы в течение пяти-десяти лет начнут превалировать по объёмам. И мы направляем усилия на разработку качественных электронных средств инициирования — пока это в проекте. Мы производим неэлектрические системы и готовы провести испытания электронных детонаторов. Нам интересно услышать, как представляют себе переход на электронные детонаторы добывающие компании», — сказал докладчик.
Специалисты признают, что с учётом развития технологий все придут к использованию электрических детонаторов. В России есть климатическая особенность — морозы. Даже зарубежные аналоги не полностью изначально соответствовали этому критерию. Появились отечественные электронные системы инициирования, которые начали успешно применяться в России. Идут работы по их конструктивному усовершенствованию и повышению надёжности. Для роста доли потребления электронных детонаторов на предприятиях необходимо пересматривать технологию их применения с внедрением новых подходов по проектированию схем взрывания с учётом целей взрывания: фрагментация, сейсмика, управление развалом и т. п.
Исключить залповые выбросы оксидов азота
Илья Куприянов, главный инженер ОП «Еруда», ООО «ЮИИ-Сибирь», рассказал об исследованиях причин залповых выбросов оксидов азота (Nox) при ведении взрывных работ с применением эмульсионных взрывчатых веществ марок ВЭТ.
«Некоторое время назад выявились залповые выбросы оксидов азота при проведении БВР на одном из горнодобывающих предприятий. Вместе со специалистами компания «ЮИИ-Сибирь» провела опытно-промышленные испытания взрывчатых веществ для устранения этой проблемы.
Как подрядчик-поставщик взрывчатых компонентов, компания взяла на себя контроль исходного сырья, качества приготовления компонентов, контроль полностью готового продукта на заряжаемых блоках, самого процесса заряжания, корректировку режимов применения смесительно-зарядных машин и дополнительное обучение своих сотрудников. Были выбраны основные параметры, которые могут влиять на появление залповых выбросов. На основе этого в работу были внесены дополнительные контрольные процедуры (оценка трещиноватости, способы заряжания при обводнённости, применение специальных рукавов и т. п.), а при проектировании были уточнены параметры сеток взрыва и схемы взрывания.
По результатам проведения оптимизационных работ, ситуация существенно изменилась — выбросы сошли на нет. В настоящее время, по словам докладчика, залповые выбросы оксидов азота отсутствуют, мониторинг продолжается. В планах с целью улучшения качества применения эмульсионных взрывчатых веществ провести исследования возможности перехода на 100-процентную эмульсию при проведении массовых взрывов и тем самым повысить и энергетику взрыва заряда», — завершил своё выступление Илья Куприянов.
Впервые в России
Олег Абдрахимов, исполнительный директор АО «Нитро Сибирь Норд Групп», компании из г. Санкт-Петербург, представил несколько последних разработок предприятия. Одна из них — новаторская технология механизированного контурного заряжания скважин, которая позволяет отказаться от гирляндовых зарядов, требующих высоких финансовых и трудовых затрат. Она помогает повысить безопасность БВР за счёт исключения ручного монтажа гирляндовых зарядов.
«Снижаются затраты на хранение взрывчатых веществ, сокращается число сотрудников, задействованных в БВР, — отметил докладчик. — Технология реализуется с помощью специальной машины для заряжания скважин: на базе автомобиля КАМАЗ монтируется установка для перевозки невзрывчатых компонентов водостойкого ЭВВ, эмульсии, газогенерирующей добавки и раствора водяного орошения. При смешивании ингредиентов непосредственно на месте проведения взрывных работ получается эмульсионное взрывчатое вещество, которое заряжается в скважины».
Технология может применяться в широком температурном диапазоне — от -50 до +45 °С. И позволяет повысить эффективность БВР при выполнении контурных взрывных работ и заоткоске уступов при постановке бортов карьеров.
По словам докладчика, машина проходит испытания в производственных условиях одной крупной горнодобывающей компании, где ведётся апробация всех систем при экстремально низких температурах окружающей среды. В целом на текущем этапе испытаний получены хорошие результаты.
На вопрос из зала о том, как машина производит зарядку скважин, Олег Абдрахимов ответил, что машина формирует так называемый шланговый заряд из полимерного рукава диаметром 52–56 миллиметров, который закрепляется в дозатор, и рукав заполняется взрывчатым веществом. Далее заряд по мере заполнения рукава опускается в скважину.
Повышение поверхностной энергии взрыва
Повысить эффективность разрушения горных пород и одновременно снизить затраты на БВР позволяет технология АНК — активирования невзрывчатыми компонентами. Этой теме был посвящён доклад Дениса Антишина, доцента кафедры ХТПК СибГУ им. Н. Ф. Решетнёва.
«Мы активируем невзрывчатыми компонентами эмульсионную матрицу (основу для производства эмульсионных взрывчатых веществ), что позволяет повышать поверхностную энергию взрыва у такого заряда. В нашей технологии предлагается делать это не за счёт исключения газовых полусфер, а за счёт включения активированных твёрдых частиц, — объяснил докладчик. — Кроме того, создаются очаги концентрации поверхностной энергии на радиусах большой кривизны, что позволяет обосновать и показать концентрационные точки. Дополнительные плюсы технологии — возможность использования холодной эмульсионной матрицы и сохранение всех плюсов использования микросфер».
В прошлом году были проведены испытания в карьере. Использовано три состава и четвёртый контрольный. Состав, активированный невзрывчатым компонентом (углём), показал эффективность более чем на 60 % выше остальных.
Выступления вызвали много откликов участников конференции. В чате было задано много вопросов, на часть из которых докладчики подробно ответили.
