Введение

Начальным процессом технологии добычи скальных пород является их отделение от массива и дробление на куски определенных размеров. В настоящее время на карьерах универсальным и практически единственным высокоэффективным способом подготовки скальных пород к выемке является их разрушение энергией взрыва. Этот способ останется доминирующим и на перспективу 20-25 лет, если не будут открыты какие-либо принципиально новые способы разрушения скальных пород с реализацией больших мощностей. Это объясняется тем, что при взрыве заряда промышленного ВВ массой 1 кг выделяется практически мгновенно мощность более 70 млн. кВт, а при использовании механических, электрических, магнитных и других способов разрушения пород реализуемая мощность составляет только сотни киловатт. Именно поэтому эффективность разрушения взрывом особенно крепких пород несоизмеримо выше, чем другими способами.

Для ведения взрывных работ в массиве пород бурят шпуры, скважины или проходят камеры, в которых размещают, а затем взрывают заряды взрывчатых веществ (ВВ). Трудоемкость буровзрывных работ составляет 10-20% общей трудоемкости добычи. С увеличением крепости пород относительная трудоемкость буровзрывных и, в первую очередь, буровых работ возрастает.

Качество взрыва характеризуется в основном равномерностью и крупностью дробления скального массива, процентом выхода негабарита, состоянием подошвы уступа, шириной развала горной массы. Являясь начальным процессом технологии добычи, взрывание определяет эффективность всех последующих процессов: погрузки, транспортирования, механического дробления и переработки минерального сырья. В настоящее время горные предприятия оснащаются мощными высокопроизводительными буровыми станками, экскаваторами, автосамосвалами и думпкарами. При обычной технологии добычи с использованием для транспортирования породы автосамосвалов или думпкаров время их загрузки экскаватором благодаря хорошему дроблению породы взрывом уменьшается в 1,5-2 раза, а надежность и долговечность их работы возрастает в 2-3 раза. Внедрение на крупных карьерах прогрессивной циклично-поточной технологии, когда транспортирование горной массы из карьера производится мощным ленточным конвейером, особенно эффективно при обеспечении интенсивного равномерного дробления горных пород взрывом.

За последние годы на карьерах обновляется ассортимент промышленных ВВ: вместо порошкообразных ВВ широко применяют гранулированные ВВ заводского изготовления - гранулиты, граммониты, гранулотол, алюмотол. На карьерах все шире внедряется механизированное заряжание и забойка скважин. Увеличивается использование ВВ, приготовляемых горными предприятиями на пунктах, расположенных в непосредственной близости от карьеров, или в зарядных машинах непосредственно на заряжаемых блоках. Это обычные и металлизированные игданиты на основе гранулированной аммиачной селитры, водосодержа-щие ВВ акватолы, акваналы, карбатолы, горячельющиеся ВВ. Все это обеспечивает повышение качества и эффективности взрывов, но одновременно повышает требования к квалификации персонала, выполняющего взрывные работы, к проектной документации по взрывам, способствует быстрейшему внедрению новейших научно-технических достижений в области интенсификации дробления горных пород при массовых взрывах, а также применению ЭВМ при расчетах параметров взрывания и выбора оптимального варианта отбойки.

Весьма интересные работы выполняются по применению взрывов и в других отраслях народного хозяйства: в металлургии, машиностроении, строительстве, тушении лесных и нефтегазовых пожаров.

Сказанное показывает важность и широту использования энергии взрыва как универсального, весьма эффективного по производительности и срокам выполнения, относительно безопасного способа выполнения трудоемких работ, связанных с разрушением и перемещением больших объемов горных пород в горном деле, строительстве и других областях народного хозяйства.

Взрывные работы на карьерах и других объектах должны вестись в строгом соответствии с Едиными правилами безопасности при взрывных работах и Техническими правилами ведения взрывных работ на земной поверхности, регламентирующими основные действия и приемы обращения с ВМ, знание которых обязательно для руководителей и производителей взрывных работ.

Краткая история развития взрывных работ

Развитие взрывных работ (взрывного дела) происходило в следующих основных направлениях:

- создание промышленных ВВ и средств их инициирования;

- создание средств бурения шпуров и скважин;

- составление классификаций горных пород для оценки их сопротивляемости разрушению при бурении и взрывании;

- разработка теорий детонации промышленных ВВ и разрушения горных пород при их бурении и взрывании.

Первым известным человечеству взрывчатым веществом был черный порох, который использовали вначале для огнестрельного оружия и для разрушения военных укреплений.

Применение пороха в России в созидательных целях началось в середине XVI в. для подрывания на реках скал и камней, мешавших судоходству.

Для подрыва крепостных стен подземными зарядами черный порох впервые применен при осаде Будапешта (1489 г) и Казани (1552 г).

В горном деле черный порох для заряжания шпуров применен впервые в 1627 г. в Германии при проведении штольни.

Бурное развитие промышленности во второй половине XIX в. привело к созданию и производству новых мощных ВВ и СИ. Вот некоторые основные даты: в 1799 г.А. А. Мусин-Пушкин опубликовал один из первых трудов по технологии изготовления ВВ, в 1812 г. в России П.Л. Шилинг впервые применил электрический воспламенитель для взрывания пороховых зарядов; В 1831 г. в Англии Бикфорд изобрел огнепроводный шнур; в 1846 f. в Италии А. Собреро получил тринитроглицерин. В 1853 г. в России Н.Н. Зининым и В.Ф. Петрушевским было предложено ВВ на основе тринитроглицерина, аналогичное по составу динамитам.

Шведский инженер А. Нобель в 1866 г. запатентовал и начал выпускать динамиты на основе тринитроглицерина с добавками 25% кизельгура (инфузорной земли). В 1867 г. Нобель запатентовал детонатор (в виде заряда гремучей ртути) под названием «запал Нобеля». В 1867 г. шведскими химиками И. Ольсеном и И. Норбином были предложены ВВ на основе аммиачной селитры, получившие в дальнейшем название аммонитов. Однако Нобель купил этот патент и более чем на 20 лет задержал внедрение этих ВВ в промышленность.

В 1885 г. в качестве ВВ начали использовать пикриновую кислоту, которую до этого много лет использовали как желтый краситель для тканей. С 1887 г. начали применять тетрил, который с 1906 г. является основным вторичным инициирующим ВВ для изготовления капсюлей-детонаторов и электродетонаторов. Детонирующий шнур для инициирования зарядов ВВ был изобретен в 1879 г.

C 1891 г. начали применять тротил, полученный в 1863 г. Это ВВ было основным для снаряжения боеприпасов в первой мировой и Великой Отечественной войнах. Применяется как основной компонент в аммонитах, как самостоятельное ВВ в гранулированном виде (гранулотол). Наиболее мощные ВВ гексоген и ТЭН были получены в конце XIX в. ТЭН применяется для изготовления капсюлей-детонаторов с начала XX в., а с 1930 г. - для изготовления детонирующего шнура. Гексоген как ВВ применяется с 1920 г. Область применения этих ВВ расширяется. С 30-х годов в нашей стране происходит постепенная замена нитроглицериновых динамитов на более безопасные ВВ на основе аммиачной селитры: