Эмульсионное АСВВ
Эмульсионные взрывчатые вещества являются продуктом эволюции горячельющихся ВВ — акватолов, изобретенных в начале 70-х (представлявших собой горячий концентрированный раствор селитры с добавлением загустителя и ТНТ). Основой ЭВВ, применение которых за рубежом началось в 80-е годы, является матрица — все тот же раствор селитры, сенсибилизированный воздушными пузырьками микронного размера, то есть превращенный в пену. При прохождении через такую пену ударной волны пузырьки адиабатически сжимаются, температура в них повышается, и они служат центрами детонации. Для создания конкретных рецептур ЭВВ в матрицу может добавляться как селитра в гранулах, так и ТНТ, алюминиевая пудра, органическое топливо, другие добавки. При этом сама матрица, согласно Концепции безопасности применения ЭВВ, считается взрывчатым веществом (что доказал печальный опыт катастрофы в Асбесте в 90-м году), а значит, условия ее производства и хранения должны быть соответствующими. К созданию эмульсии есть два подхода: применение стеклянных микросфер и применение газогенерирующих добавок.
Первый способ более стабилен (матрица, сенсибилизированная микросферами, может храниться достаточно долго), но дорог (стоимость микросфер зарубежного производства достигает нескольких тысяч долларов за тонну, микросферы отечественного производства не отвечают жестким требованиям к стабильности размера). Газогенерирующие добавки (нитрит натрия и другие) при перемешивании с горячим раствором селитры выделяют газ, образующий множество микронных пузырьков. Это дешевле, однако такая матрица со временем теряет газ и десенсибилизируется. То есть создавать ее нужно непосредственно перед применением. Ферросилиций не нашел широкого применения в качестве сенсибилизатора (как предложено в украинской разработке — украините) в производстве ЭВВ. Во-первых, он утяжеляет и инертизирует смесь (даваемая им прибавка к теплоте взрыва в 7,4 кДж/кг мизерна по сравнению с расходом тепла на нагревание и испарение этого, фактически, песка), а за счет высокой плотности ферросилиция затруднено получение стабильного состава заряда по длине. О нестабильности его состава в скважинном заряде свидетельствует и предлагаемый способ его инициирования — гирляндой шашек. Кроме всего, это означает, что украинит не способен детонировать в постоянном режиме и поэтому об экологической чистоте продуктов взрыва не может быть и речи. Во-вторых, при нагревании ферросилиций выделяет водород (который образует пузырьки в эмульсии, но может скапливаться, например, в емкости над поверхностью матрицы), а также мышьяковистый и фосфористый водород, самовоспламеняющиеся на воздухе. То есть теоретически создается повышенная опасность взрыва газовой смеси и преждевременной неконтролируемой детонации матрицы, в состав которой входит ферросилиций, что недопустимо.
Резюмируя, можно выделить следующие требования к промышленной взрывчатке. Во-первых, она должна быть недорога и удобна в применении. То есть не должна содержать дорогих и дефицитных компонентов, должна позволять механизацию зарядных работ и обеспечивать их безопасность. Во-вторых, она должна быть стабильна и универсальна для сухих и обводненных скважин (закупать несколько видов ВВ для разных условий горнякам не выгодно). В третьих, она должна быть достаточно мощной. И, наконец, должна нести минимальный экологический вред (экономически он выражается во времени простоя для проветривания карьера после взрыва). Анализируя эти показатели, можно увидеть, что эмульсионные ВВ водоустойчивы, как гранулотол, но дешевле его в два раза и более (в зависимости от состава), однако выделяют в несколько раз меньше ядовитых газов.
ЭВВ превосходят тротил и тротилосодержащие вещества по целому ряду характеристик. В частности, исследования показали, что эмульсионные взрывчатые вещества при взрыве выделяют в десять раз меньше газов по сравнению с тротилом. Они водоустойчивы, что полностью исключает загрязнение грунтовых вод. Кроме того, использование ЭВВ способно исключить возможности совершения диверсий или несчастных случаев во время транспортировки (эмульсионное взрывчатое вещество как конечный «взрывной продукт» образуется только в заряженных скважинах. Компоненты взрывного вещества, перевозимые к месту проведения взрывов на специальных машинах, не являются взрывоопасными. Похищать готовые ЭВВ в случае их отказа при ведении взрывных работ бессмысленно, так как они имеют весьма непродолжительный срок хранения).
На украинских ГОКах десятки лет применяются тротил и взрывчатки на его основе. Экологически это достаточно неприятно — при взрыве возникает значительное количество вредных газов. Впрочем, вопросы экологии как раз решаются. В чистом виде тротил сейчас почти не используют (в 2001 году его доля не превысила 15%), а взрывчатые смеси на его основе дают гораздо более «чистый» взрыв. Тем не менее один из недостатков тротила практически неискореним — он достаточно дорог. Одна тонна обходится примерно в 580—600 долл. Существуют (хотя больше теоретически) и проблемы безопасности его перевозки. Как альтернатива в мире используются эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ). Стоят они в диапазоне 280—380 долл., т.е. в полтора-два раза дешевле.
Из-за способности попадать в организм человека через неповрежденную кожу тротил относится к высокоопасным веществам, поскольку вызывает у людей заболевания печени, катаракту глаз и онкологические заболевания. Кроме того, в составе продуктов взрыва тротила находится большое количество ядовитых газов (окись углерода и азота, а также углерод в виде сажи). По подсчетам специалистов, за период с 1990 по 2001 гг. в Кривбассе (регионе, наиболее активно использующем взрывные работы) было израсходовано около 270 тыс. т тротила. За это время в атмосферу выброшено более 85 млрд. литров ядовитых газов (1 кг тротила выделяет около 800 л газа, из которых более 300 л - окислы азота и СО. Окислы азота в свою очередь соединяются в атмосфере с водой и выпадают в виде кислотных дождей).
Помимо применения в чистом виде, тротил широко используется в тротилосодержащих ВВ (акватол, граммонит) в качестве горючих добавок. Основным компонентом этих веществ является аммиачная селитра, которая в обводненных скважинах растворяется и вымывается грунтовыми водами. Затем высокоминерализованный раствор через водоносные пласты попадает в водоемы, водоносные пласты, вызывая усиленное их цветение и способствуя возникновению различных заболеваний у людей и животных.
Среди проблем, с которыми связано промышленное применение взрывчатых веществ, важное место занимает безопасность. Все промышленные ВВ доставляются на склады и к месту зарядки железнодорожным и автомобильным транспортом. Транспортировка часто осуществляется через жилые массивы, и их жители подвергаются потенциальной опасности. Всем памятна катастрофа, произошедшая в 1987 г. в Арзамасе, когда по неизвестной причине на железнодорожном переезде взорвались шесть вагонов со взрывчаткой (тогда погибло около ста человек).
Кроме того, промышленные ВВ являются постоянным объектом хищения. Например, воровство взрывчатки становится возможным из-за отказов скважинных зарядов во время ведения взрывных работ в карьерах. Так, в Кривбассе на каждые 1000 взорванных скважин происходит около двух отказов - за год более 150. Каждый отказ - это в среднем 500 кг взрывчатых веществ. Они обнаруживаются в процессе экскавации раздробленной взрывом породы (при которой к тому же не исключается возможность взрыва. Такие случаи неоднократно происходили и на российских ГОКах и на СевГОКе).
Указанные факторы подняли вопрос о замене тротила взрывными веществами иного рода до правительственного уровня. В середине прошлого года в Кривом Роге состоялось заседание Межведомственного совета по взрывному делу при Государственном департаменте по надзору по охране труда при Министерстве труда и социальной политики Украины, на котором присутствовали представители всех заинтересованных сторон, в том числе «взрывпромов» (организаций, осуществляющих взрывные работы), производителей ВВ (в том числе взрывчатых веществ нового вида) и горнодобывающей промышленности. По результатам заседания было принято однозначное решение об ускорении замены тротилосодержащих ВВ эмульсионными взрывными материалами отечественного или зарубежного производства.
Эмульсионные взрывчатые вещества относятся к классу аммиачно-селитряных, точнее — игданитов. Кроме аммиачной селитры и натриевой селитры в их состав входят нефтепродукты (нефть, машинное масло, дизельное топливо) и различные стабилизирующие добавки.
Изготовление эмульсионного взрывчатого вещества происходит непосредственно на месте будущего взрыва: компоненты смешиваются в специальных устройствах и по очереди заливаются в скважину. Консистенция эмульсионного ВВ сметанообразная. Кислородный баланс взрывчатой смеси легко регулируется при производстве, поэтому вредные выбросы при взрыве можно свести к минимуму (взрывы с применением ЭВВ дают в 10-30 раз меньше вредных выбросов,чем тротилсодержащие). Аналогично путем подбора компонентов можно регулировать фугасность и бризантность смеси, необходимую для конкретной плотности породы. Компоненты ЭВВ не являются взрывчатыми веществами. ЭВВ имеют самый малый срок хранения, ограниченный временем испарения нефтепродукта, поэтому, с одной стороны, хищения их из несдетонировавших зарядов не имеют смысла, а с другой стороны, экскавация породы, содержащей неразорвавшиеся заряды, через некоторое время становится полностью безопасной.
Существуют водногелевые ЭВВ, в которых углеводороды эмульгированы в водный раствор селитры с добавлением загустителя (гуаргам, соли хрома) и пузырьков воздуха (например, ВВ товекс компании DuPont или украинский гелекс). После смешивания компонентов необходимо время для их загустения. Консистенция их достаточно густая, что исключает применение насосов для их зарядки в скважины (это приходится делать вручную).
Другой тип ЭВВ, наоборот, предполагает эмульгирование раствора селитры в жидкий углеводород (дизтопливо или индустриальное масло) посредством раствора полиэтиленгликолевых эфиров оксиэтилированных жиров растительного и животного происхождения. После этого в смесь добавляется аэрирующий агент (возможно, гранулы пенопласта), для придания ей нужной консистенции, или другие полимерные закрепители.
Подрыв ЭВВ осуществляется с помощью промежуточных детонаторов. ЭВВ имеют высокую фугасность (значительный объем продуктов взрыва) за счет как можно более полного сгорания входящего в их состав углеводорода. Гидростойкость ЭВВ зависит от степени загущенности и структурирования.
Вот как описывается в прессе опытный взрыв заряда ЭВВ на российском горнообогатительном комбинате «Междуречье» в Кемеровской области. «На почти полукилометровом блоке готовят испытательный взрыв. Заряд, для контраста, комбинированный: 50 тонн эмульсионной взрывчатки, остальное — обычная, из мешков. Вот к пробуренной скважине 20-метровой глубины подъезжает зарядная машина. Вместо кузова — желтый термос тонн этак на восемь. В его отсеках — готовые компоненты. Сами по себе они безопасны, превращаются во взрывчатое вещество только после смешивания. Рабочий опустил конец шланга в скважину, и насос выдавливает через него сметанообразную массу. Дозировкой и зарядкой управляет компьютер на борту машины. «Можно работать при галстуках», — шутят взрывники. ...Рвануло. Выброс более светлый, без ядовитого дыма. …Оборудование для производства ЭВВ поблескивает оцинкованной жестью и алюминием. Из миксера, как из мясорубки, выходит эмульсия из отечественных компонентов. Замкнутая технология позволяет собирать, очищать и пускать в дело отходы производства. Директор завода рассказал, что за первую неделю работы в пробном режиме АО «Междуречье» сэкономило для себя на новой взрывчатке 300 тысяч рублей».
В США давно применяется концепция маломощных взрывов (до 10 т против 200—1000 т у нас). Небольшие взрывы проводятся каждый день, при этом работа карьера вообще не останавливается, лишь создается запретная зона в 200—300 метров. Экологический ущерб от таких взрывов минимален, взрывной участок в карьере работает без перерывов. Экономически такая схема более оправдана, чем наши субкилотонные взрывы раз в две недели, с остановкой производственного процесса иногда на несколько дней. Применить такую технологию у нас мешают лишь традиции.
Значит так, почти классическое ЭВВ, которое распихивают по бумажным патронам.
Как варить сорбитан (см. ниже) и мутить порообразователь (ДНПТ - динитрозопентаметилентетрамин,
есть в разделе"ВВ") я говорить не буду (типа говорить долго) . Это можно найти самостоятельно.
Состав по известному патенту с подгонкой под то, че было под рукой:
88% раствор АС в воде - 77%,
Нитрат натрия - 12%,
Сорбитанмоноолеат + машинное масло (2:1) -2%,
Серебрянка (лучше конечно сферический алюминий
асд-4, но у меня его не было) - 6%,
Соевый лецитин - 0,5%,
Садовый вар - 2,5%. (Насколько помню сабж содержит парафин, церезин (мелкокрист. воск) и сосновую смолу)
ДНПТ - сверх 100% 0.17%.
Несколько комментариев насчет состава:
Т.к. в некоторых местах серебрянку не достать, то можно обойтись и без нее - накидать вара или еще какой горючки до стехиометрии. При этом упадет фугасность, но восприимчивость к детонации и бризуха останется.
Конкретный сабж подогнан под немеханизированное перемешивание (вилкой) и для облегчения эмульгирования содержит лецитин.
Если есть возможность - юзайте миксер.
Вместо вара можно юзать разнообразную бурду - от свечного стеарина до трансмиссионного масла, это отразится
лишь на сроках хранения и на вязкости.
ДНПТ можно заменить нитритом с небольшим кол-вом мочевины, но я вам не советую этого делать (если будете мутить поймете почему).
Все (800г) месилось на даче без термометра на глаз. Если мутить с 0, (точнее у меня были только заранее отвешенные кол-ва компонентов) то сабж был готов через полтора часа, при этом я никуда не торопился, но т.к.
интенсивно орудовал вилкой натер на пальце мозоль.
Этап 1:
Смешиваем в кастрюльке необходимое кол-во АС, воды и нитрата натрия и ставим на огонь.
Перед сливом раствор не должен кипеть, могут лишь быть небольшие пузырьки.
Во вторую большую кастрюлю пихаем все углеводородные хрени с эмульгатором.
Учтите, что лецитин растворяется в расплаве углеводородов довольно долго.
Кастрюлю ставим на водяную баню (то бишь в нашем случае таз с водой) и греем примерно до 90С, баня не кипит но есть мелкие пузырьки.
Все это выглядит так:
Этап 2:
При постоянном перемешивании вилкой или миксером приливаем к расплавленной углеводородной хрени приблизительно
20% раствора солей. Довольно быстро образуется эмульсия (по виду однородный полупрозрачный светло-коричневый сироп):
Затем добавляем 30% от первоначального объема горячего раствора солей и продолжаем мешать пока не образуется однообразная
уже более густая, чем первоначально, эмульсия. Потом вливаем оставшиеся 50% р-ра солей и так же, перемешиваем до полной однородности.
После достижения однородности интенсивно перемешиваем еще минуты 3. Смесюга становится похожей на коричневый полупрозрачный гель
Этап 3 (если нет серебрянки - пропустить):
Не переставая перемешивать добавляем порциями серебрянку, при этом вы конечно, охуеваете от поднятого облака пыли, которая оседает на всем, в т.ч. и роже.
Но это так сказать издержки производства.
АСД-4 поэтому предпочтительнее, т.к. не пылит и при этом с ним хрень лучше хранится из-за округлых размеров частиц металла.
Ну а если мутить без серебрянки, то ясное дело, проблем с чисткой всего, в первую очередь кастрюли не будет.
Этап 4 (самый ответственный, т.к. от этого зависит и СД и восприимчивость к детонации)
Где нить отдельно очень тонко измельчите в ступке ДНПТ в смеси с таким же кол-вом нитрата натрия. Кстати 0.17% это в среднем, для удобства можно децил больше или децил меньше, скажем 0.15 или 0.2
Полученным порошком, при интенсивном перемешивании, посыпаете всю площадь сабжа. Мешаете чем быстрее тем лучше до полного распределения в смеси (сек 30).
Выдерживаете без перемешивания примерно минуту, а потом резко ставите кастрюлю в таз или ведро с холодной (лучше градусов 5-10) водой для охлаждения. Хотя в данном случае было 15С . При охлаждении бодягу ни в коем случае нельзя перемешивать.
Ну а если мутить без серебрянки, то ясное дело, проблем с чисткой всего, в первую очередь кастрюли не будет.
По охлаждении сабж представляет собой серебристую хрень консистенцией от липко-пластилиновой (в конкретном экземпляре), до пастообразной,
в зависимости от состава и кол-ва углеводородной фазы.
Ну а потом с помощью ложки бодяга помещается в выбранный вами корпус.
Еще несколько важных моментов:
Слой сабжа в кастрюле должен быть не более 3-4 см, иначе продукт не
сможет охладиться с нужной скоростью.
Если вы собираетесь сделать немного хрени, скажем грамм 300 или полкило, то имеет смысл проводить "варку" не в кастрюле, а прямо в корпусе ВУ, скажем в банке из-под пива или в баллоне из-под дезодоранта (но диаметр ВУ ограничен, т.к. при больших диаметрах хрень не успеет нормально охладиться). При этом структура сабжа получается не нарушенной, и при добавлении алюминия пыли летит гораздо меньше.
Сколько дней (недель, месяцев) бродяга останется детонационноспособной зависит от состава и способа эмульгирования, хотя сабж ввиду быстроты изготовления предназначен не для хранения а для скорейшего заюзывания. По окончании срока хранения бодяга теряет восприимчивость и становится твердой.
Плотность должна быть не более 1.25г/см3 иначе резко падает заводимость и СД.
Хранить сабж надо в сухом месте (лучше запихнуть заряд в пакет), несмотря на водоустойчивость ЭВВ.
Все че было было на картинках, использовалось по назначению (Детон 1.5г ТЭНа и 0.5г кисы в однослойном бумажном корпусе, обмотанном скотчем в 1 слой):
"Муся Тапочкин"
explosion.h14.ru
Сорбитаны из "копролита" :)
Значит так говорю как делается в принципе, посчитаешь все типа сам, берется хозмыло - 72% или лучше
(если бывает конечно). Можно попробовать туалетное, но которое без всяких добавок. Значит нарезаешь мыльную
стружку и в небольшое кол-во воды, подогреваешь на водяной бане до однородного клейстера и льешь
туда при помешивании электролит, мешаешь до тех пор пока сверху не образуется прозрачное масло. Охлаждаешь, кусок
затвердевшей хрени, которая по сути представляет собой стеариновую кислоту в смеси с другими Ж.К., запихиваешь
в консервную банку , туда кладешь сорбит (проц. на 10 меньше чем кислоты по молям), а также проц 10-15 от массы ЖК,
исходного хозмыла либо 2% щелочи. Банку нагреваешь до расплавления сорбита и перемешиваешь,
постепенно и очень медленно увеличивая нагрев, как только образуется эмульсия (смесюга станет белесой и вязкой),
нагрев повышаешь до 180-200С, продолжаем перемешивание еще часа 3, не допуская расслоения. Потом охлаждаешь и отскребаешь со стенок сабж.
Бодяга состоит гл обр из сорбитанмоностеарата.
Олеат делается аналогично только из олеиновой кислоты
и он в отличие от стеарата полужидкий и поэтому готовое ЭВВ хранится лучше.
Можно поизвращаться с оливковым маслом, в общем вариантов много - сам фантазируй...
Да и еще - если собираешься серьезно эвв заняться сделай электромешалку или загрузку поболее - а то вручную херячить это добро 3-4 часа тяжко.
Ну и учти что при этой реакции летят пары ЖК, которые очень
раздражают носоглотку - респиратор не помешал бы.
Vandal
Родерик Крысин, доктор технических наук, профессор Национального горного университета
Виталий Куприн, доктор химических наук, профессор Украинского государственного химико-технологического университета
До сих пор в средствах массовой информации шла полемика между корреспондентами относительно целесообразности использования в Украине отечественных и импортных эмульсионных взрывчатых веществ (ВВ). Мы полагаем, что настало время высказаться по этому поводу специалистам, которые занимаются разработкой именно эмульсионных взрывчатых веществ. Авторы данной статьи являются создателями эмульсионного ВВ украинит. В связи с публикацией статьи «Взрывная волна» («Зеркало недели» №17 (392) от 11 мая 2002 года), где, на наш взгляд, вымысел перемешан с реальностью, считаем необходимым рассмотреть проблему с научной, а не популистской позиции.
Прежде всего авторы согласны с утверждением оппонентов относительно вредности тротила. Мало того, О.Шубин приводит довольно пространную цитату из нашей статьи совместно с руководством ОАО ППП «Кривбассвзрывпром», в которой вскрыты основные недостатки тротилсодержащих ВВ. Озабоченность этой проблемой побудила руководство «Кривбассвзрывпрома» искать альтернативу тротилсодержащим ВВ для ведения взрывных работ на открытых разработках, а Днепропетровскую облгосадминистрацию 26 ноября 1999 года принять «Целевую региональную комплексную программу перехода горно-обогатительных комбинатов на бестротиловые экологически чистые взрывчатые вещества».
В соответствии с этой программой было разработано эмульсионное взрывчатое вещество украинит-ПМ (повышенной мощности). В настоящее время на нерудных карьерах Украины завершены приемочные испытания украинита-ПМ, технологии его приготовления и заряжания в скважины при помощи смесительно-зарядных машин марки «Акватол». И, кстати, не российских, как подчеркивает О.Шубин, а еще советских. На подобном оборудовании работает вся промышленность Украины.
На рудных карьерах завершены предварительные промышленные испытания украинита и представлены документы для получения разрешения на проведение приемочных испытаний. Всего за период испытаний взорвано более 300 тонн украинита. В связи с завершением испытаний уместно привести некоторые выводы из актов комиссий.
Например, комиссии по испытаниям украинита на рудных карьерах:
«Центробежный насос, подающий ВВ в скважины, установленный на дозаторах смесительно-зарядной машины СЗМ «Акватол 1У», позволяет перекачивать ЭВВ украинит-ПМ… Производительность насоса подачи ВВ составила 600 кг/мин».
1. «ЭВВ полностью выгружается из бункера и дозатора смесительно-зарядной машины (СЗМ)».
2. «Энергетические характеристики ЭВВ украинит-ПМ позволяют использовать его для дробления горных пород любой крепости».
Заключение комиссии по проведению приемочных испытаний украинита-ПМ на нерудных карьерах следующее:
1. «Смесительно-зарядные машины «Акватол 1У» и «Акватол-3» пригодны для приготовления ЭВВ украинит-ПМ и заряжания его в скважины».
2. «ЭВВ украинит-ПМ полностью выгружается из бункера и дозатора смесительно-зарядных машин».
3. «Энергетические характеристики ЭВВ украинит-ПМ позволяют использовать его для дробления горных пород любой крепости и обводненности».
Приведенные выдержки из актов комиссий с широким представительством от карьеров, взрывпромов, институтов по безопасности, Госнадзорохрантруда свидетельствуют о том, что несмотря на различный состав комиссий, выводы практически идентичны.
Таким образом, утверждение О.Шубина о том, что «по окончании зарядки в машинах остается немалое количество неучтенного ВВ» и что «испытаний на допуск к приготовлению и заряжанию украинита, как того требуют «Единые правила безопасности при взрывных работах» не проходили» не соответствуют действительности, так как все разрешения на испытания выдавались Госнадзорохрантруда в соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах».
О.Шубин пишет, что в России «никому в голову не пришло использовать для зарядки собственные «Акватолы». Это действительно так, потому что в России нет эмульсионного взрывного вещества с такими свойствами, которые бы позволили использовать имеющуюся высокопроизводительную технику, а не покупать ее за рубежом. Кстати, для своих эмульсионных ВВ «порэмит» Россия создала типоряд собственных машин, а не ориентировалась на разработки компании Tread. Кроме того, в России ряд ГОКов проявляют активную заинтересованность в применении украинита и использовании имеющихся СЗМ «Акватол».
О.Шубин пишет, что СЗМ «Акватол» морально и физически устарели, и в то же время утверждает, что на Криворожском заводе горного оборудования готовы выпускать современные машины на базе автомобиля КрАЗ («Акватол 1У» также на базе КрАЗа) при имеющейся оснастке и кадровом составе бывшего рудоремонтного завода. Помимо горячего «желания участвовать в проекте», надо иметь технические и технологические возможности. Если же имеется в виду только установка на шасси КрАЗа готового бункера, то такой выпуск, как показывает опыт автозаводов Украины и России, продукцию не удешевляет. В чем будет выгода Украине, если это будут малотоннажные машины (10 тонн) то, например, ИнГОКу для того, чтобы зарядить в течение четырех дней 1000 тонн ВВ, потребуется не четыре СЗМ «Акватол-3» (грузоподъемность 25 тонн), а десять. При этом надо иметь в виду, что имеющиеся СЗМ надежно работают и обеспечивают полностью выполнение производственной программы.
Кроме
того, г-н Шубин, на наш взгляд, не совсем
четко представляет технологию обеспечения
ГОКов матрицей украинита — эмульсионной
композицией (эмульком). Последняя, не
являясь взрывчатым веществом, будет
доставляться железнодорожными цистернами
и автоцистернами на накопительные пункты,
которые будут развернуты на ИнГОКе и в
местах, прилегающих к южной и северной
группе ГОКов в пределах опасных зон
карьеров. СЗМ перемещаются только в
пределах карьеров. Спрашивается: почему
ГОКам и «Кривбассвзрывпрому» надо
отказаться от крупнотоннажных,
высокопроизводительных, надежных и простых
в работе и обслуживании машин, которые
полностью обеспечивают выполнение
производственных заданий? Потому что на них,
в отличие от импортных малотоннажных и
малопроизводительных, отсутствует
компьютерное управление или потому, что
фирма «Интервзрывпром» за каждую машину
получит 300 тыс. долл. и установит
технологический диктат на их обслуживание
и ремонт? А она предлагает поставить 20 машин.
В конце концов любая техника должна
оцениваться прежде всего по
производительности, надежности и
безопасности.
Сравним
по этим показателям имеющиеся и
предлагаемые СЗМ. «Акватолы» обеспечивают
производительность заряжания ЭВВ в
скважины 600 кг/мин, СЗМ компании Tread — 300—350
кг/мин при заряжании пауэргеля. За двадцать
лет работы в Кривбассе в СЗМ «Акватол» не
выявлено серьезных недостатков в работе и
обслуживании. Факты, приведенные в статье О.Шубина,
о том, что ВВ проникало за обшивку,
свидетельствуют только о низком качестве
обслуживания машин со стороны отдельных
работников. Об эксплуатационных качествах
СЗМ компании Tread судят пока только со слов,
газетных публикаций и рекламных проспектов.
Собственного опыта нет.
Мы
понимаем, что в дальнейшем нужно переходить
на более совершенную и производительную
зарядную технику. Но это должны быть
зарядные машины, отвечающие требованиям
отечественных горных предприятий, а не
предназначенные для заряжания пауэргеля,
который по многим параметрам не подходит
для горно-геологических условий рудных
карьеров Украины.
Оценим
профессионально качества предлагаемого
нам эмульсионного ВВ пауэргель.
Во всех публикациях делается акцент на его
экологической безопасности (об этом
поговорим позже) и умалчиваются
энергетические свойства. Почему для ГОКов
Кривбасса это важно? Потому что
разрабатывают они весьма крепкие горные
породы, которые не все взрывчатые вещества
могут раздробить до экономически
целесообразного состояния. Почему на ГОКах
не используется самое дешевое
отечественное ВВ игданит (смесь 95%
аммиачной селитры и 5% нефтепродукта)?
Потому что при таком рецептурном составе
игданит имеет максимальную теплоту взрыва (эквивалент
мощности ВВ) 3500 кДж/кг.
Пауэргель,
имеющий в своем составе 80% аммиачной
селитры, 15% воды и около 5% нефтепродукта,
обеспечивает энергию взрыва не более 3000 кДж/кг.
Да, он водоустойчив по сравнению с
игданитом. Но энергетика? При применении
пауэргеля с такой энергетикой придется
сгущать сетку скважин, чтобы
воздействовать взрывом на меньший объем
породы. Если на ИнГОке сократить расстояние
между скважинами хотя бы на 1 метр (не 6ґ6 м, а
5ґ5 м, хотя и этого будет недостаточно), то на
1000 тонн ВВ придется дополнительно бурить 250
скважин. Максимальный месячный объем
потребляемого ВВ в карьере составляет 2000
тонн. Значит, потребуется дополнительно 500
скважин. Если при сужении сетки скважин
будет обеспечено равенство удельных
расходов ВВ при взрывании пауэргелем и
применяемым ВВ, то расходы от бурения
дополнительных скважин — чистые убытки.
Что
касается украинита, то он имеет энергетику
4100 — 4400 кДж/кг и, как сказано выше, в
состоянии разрушать породы любой крепости.
При проведении испытаний на карьере
Ингулецкого ГОКа был произведен взрыв с
расширенной (7ґ7 м) сеткой скважин при
равенстве удельных расходов ВВ на
экспериментальном и контрольном участках.
Получено высокое качество дробления, выход
негабарита отсутствовал, превышений
отметок подошвы уступа не было. Этот взрыв
подтвердил возможность расширения сетки
скважин. При сетке 7ґ7 м на объем ВВ в 1000 тонн
экономия на бурении составит 250 скважин. Это
уже достигнутые результаты, а в отношении
пауэргеля еще не известно, будет ли
достигнуто равенство удельного расхода при
сетке 5ґ5 м. Может, придется еще более
сгущать сетку скважин.
Характерной
особенностью рассуждений о пауэргеле
является отсутствие данных о его
применении в каких-либо горно-геологических
условиях. Аргумент в его пользу один —
фирма «Орика» является мировым лидером по
производству пауэргеля, значит, лучше
ничего нет. Так ли это? Проанализируем
пауэргель с позиций безопасности, в том
числе и экологической.
Прежде
всего оценим токсичность входящих в его
состав компонентов. Аммиачная селитра,
нефтепродукт с эмульгатором — вещества (по
ГОСТу) умеренно опасные, нитрит натрия —
вещество опасное. Его ПДК составляет 0,05мг/м3.
Тиомочевина (NH2)2CS содержит в своем составе
серу, что не исключает образование оксидов
серы. Роданид натрия (натрия тиоционат) —
NaSCN — при температуре более 307°С
разлагается на цианистый натрий (яд) и
сульфид натрия, а в водном растворе может
гидролизовать до синильной кислоты HCN (сильный
яд).
Нитрит
натрия в нейтральных и слабо кислых средах
восстанавливается до оксида азота, а не до
молекулярного азота. Даже если оксиды серы,
азота, цианид натрия и синильная кислота
будут в незначительной концентрации, а
нитрит натрия и уксусная кислота не попадут
на кожные покровы людей, говорить об
экологической чистоте этого взрывчатого
вещества не хочется. А преподносится это ВВ
общественности, как сертифицированный
зарубежной экспертизой экологически
чистый продукт.
Украинит-ПМ
состоит из аммиачной и кальциевой селитр
(72%), сенсибилизатора (ферросилиций или
кремний или их смеси) — 7%, эмульгатора с
нефтепродуктом — 8% и воды — 13%. Такой
рецептурный состав имеет только украинит и
тем отличается от известных мировых
аналогов, которые в качестве
сенсибилизаторов используют либо
дорогостоящие микросферы, либо вредный
нитрит натрия. Украинит интересен не только
своим названием, мы его считаем вполне
удачным, потому что это единственное ЭВВ, не
содержащее в своем составе аэрирующий
агент. Использование в смеси с эмулькомом в
качестве сенсибилизатора ферросилиция
позволило не только повысить мощность ЭВВ и
безопасность, но и снизило себестоимость по
сравнению с сенсибилизатором в виде
микосфер. При этом украинит-ПМ достаточно
подвижен, что позволило использовать без
переделок существующие СЗМ «Акватол» для
заряжания его в скважины с
производительностью 600 кг/мин и обеспечило
полное опорожнение бункера и дозатора.
Несмотря
на наличие 13% воды, введение
высокоэнергетических сенсибилизаторов и
повышение содержания нефтепродукта
обеспечивает теплоту взрыва 4100 — 4400 кДж/кг.
Все компоненты, входящие в рецептуру,
относятся к более низким классам опасности
(вещества умеренно опасные и мало опасные).
Рецептура украинита-ПМ с ферросилицием
сбалансирована таким образом, что в
продуктах взрыва содержатся минимальное
количество вредных газов. При химических
реакциях в зоне взрыва широко используется
эффект взаимной нейтрализации продуктов
распада.
При
этом образующиеся силикаты и карбонаты
кальция являются центрами конденсации
паров воды, что обеспечивает эффект
быстрого пылеподавления в облаке взрыва и
его осаждения в пределах карьера.
В
«Заключении об экологической безопасности
эмульсионного взрывчатого вещества «украинит»
Института проблем природопользования и
экологии НАН Украины указывается: «Украинит
из всех применяемых в Украине взрывчатых
веществ наиболее экологически безопасен».
Украинит,
как и любое другое эмульсионное ВВ,
водоустойчив. Тонкая пленка нефтепродукта
надежно изолирует каплю окислителя и не
пропускает воду.
Теперь
рассмотрим, что представляют собой
компоненты украинита-ПМ и оценим их с
позиций дефицитности. Как уже отмечалось,
аммиачная селитра изготавливается в
Украине несколькими заводами. Кальциевая
селитра производится государственным
предприятием «Экоантилед» (Днепродзержинск).
Там же будет развернуто производство
эмульгатора (проект разработан). При этом
для изготовления украинита вполне
достаточно той чистоты продуктов, которую
обеспечивают заводы-поставщики.
Ферросилиций производит Запорожский завод
ферросплавов. Кремний изготавливает
Запорожский алюминиевый комбинат. Таким
образом ничего импортировать не требуется.
Теперь,
хотя бы в первом приближении, рассмотрим
экономические и социальные аспекты,
возникающие при применении пауэргеля и
украинита.
По
данным «Интервзрывпрома», себестоимость
пауэргеля декларируется в пределах 210—290
долл. за тонну. Почему такой разброс цен? Не
потому ли что, 210 долл. за тонну — это
демпинговая цена на стадии вхождения в
рынок. Так что 290 долл. — цифра более
реальная с учетом себестоимости
компонентов.
Вдобавок
в эту цену не включены расходы на
оборудование. Если фирма «Орика» захватит в
Украине рынок производства ВВ, то к этой
сумме неизбежно прибавятся
амортизационные отчисления от поставки
завода по производству эмульсии. ГОКам
придется платить за лизинг СЗМ, их
профилактику, обслуживание и ремонт. В
какую сумму это выльется, знает только
фирма «Орика».
С
умилением сообщается, что при
использовании пауэргеля 60% акций будет
принадлежать Украине. Неужели?! Они, скорее
всего, будут принадлежать предприятию со 100-процентными
иностранными инвестициями «Интервзрывпром»,
а, по сути, фирме «Орика». Фирма «Орика»
поставит свое оборудование для
изготовления эмульсии и смесительно-зарядные
машины для приготовления и заряжания в
скважины пауэргеля. При этом говорится, что
кроме эмульгатора, остальные компоненты
будут отечественного производства.
Основной из них — аммиачная селитра. В
Украине ее производят черкасский,
горловский и северо-донецкий и ривненский
химические заводы. При этом, несмотря на
имеющийся ГОСТ на аммиачную селитру,
качество ее различно. Зарубежные фирмы, и в
том числе «Орика», не устают повторять, что
для приготовления эмульсии должны
использоваться только чистые компоненты.
Это дает основание для производства
отечественных продуктов и импорта
компонентов. Поставляя свои смесительно-зарядные
машины, фирма «Орика», естественно, будет
поставлять к ним и свои запасные части. При
этом будет осуществляться строгий контроль
за соблюдением технологий, как
изготовления самого ВВ, так и заряжания его
в скважины. Причин для ввоза компонентов
будет предостаточно.
Таким
образом, горные предприятия станут
заложниками иностранной фирмы. После
захвата рынка она перейдет от демпинговых
цен, которые предлагаются на стадии
вхождения в рынок, к ценам, которые позволят
компенсировать все издержки начального
этапа. Ко всему следует добавить, что
американская фирма захватит ключевые
позиции в голове технологического процесса
добычи сырой руды и последующего ее
передела. В каком положении могут оказаться
металлургические предприятия, остается
только гадать.
Каковы
же экономические и социальные аспекты
применения украинита? На стадии испытаний
себестоимость украинита-ПМ составляла
300—310 долл. за тонну. Не 380, как пишет О.Шубин. При
этом незначительные разовые объемы
приготовления эмулькома (около 50 тонн)
существенно повышали его себестоимость.
При переходе на массовое изготовление
эмулькома себестоимость украинита не
превысит 280 долл. за тонну. Кроме того, есть
возможность существенного снижения цены за
счет применения при изготовлении эмулькома
плавов аммиачной (95%) и кальциевой (70%) селитр.
Это позволит исключить энергозатраты на
грануляцию и последующее растворение (как
происходит это сейчас). Такие возможности
имеет только ГП «Экоантилед», которое
располагает необходимым для этого
оборудованием. При работе на плавах цена
украинита может снизиться до 240—250 долл.
Дальнейшее
снижение себестоимости украинита-ПМ
возможно за счет перехода на смеси
эмулькома ферросилиция и гранулированной
аммиачной селитры (обычной, а не пористой,
которой нет в Украине). Замена 25% эмулькома
дешевой аммиачной селитрой позволит
снизить себестоимость украинита еще на 15—20
долл. Такая смесь испытывалась на ИнГОКе в
декабре 2000 года. Было взорвано 10 тонн такого
ВВ в породах крепостью 18—20 по шкале М.М.Протодъяконова.
Получено высокое качество дробления с
большим отбросом породы от забоя.
В
то же время этот эксперимент показал, что
заряжание высоковязкого состава при помощи
СЗМ «Акватол» приводит к потере
производительности машины до 250 кг/мин,
перегреву двигателей и насосов, плохой
выгрузке остатков ВВ из бункера и дозатора.
О.Шубин, на наш взгляд, ошибочно приписал
плохую выгрузку украиниту-ПМ. Применение «тяжелых»
ЭВВ связано с использованием специальных
СЗМ, которые под такие ЭВВ будут
разработаны в Украине, что более
предпочтительно, либо заявлены за рубежом.
Теперь
об инвестициях в проект украинита. ЗАО «Турстрой-Украина»
— национальная коммерческая фирма. ЗАО «Турстрой-Украина»
финансирует научно-исследовательские и
проектно-конструкторские работы.
Вкладывает средства в реконструкцию
действующего на ИнГОКе комплекса
приготовления окислителя под выпуск
эмулькома. Комплекс эксплуатируется ОАО
ППП «Кривбассвзрывпромом». Как и любое
другое коммерческое предприятие ЗАО «Турстрой-Украина»
должно получать свою долю прибыли, но какой-либо
диктат и монополизм здесь исключен,
поскольку в проекте участвуют со взаимной
выгодой как государственные предприятия,
так и коммерческая фирма. При этом появятся
дополнительные рабочие места.
«Экоантилед»
является госпредприятием и ведет
реконструкцию своих мощностей за свой счет.
Приготовленный эмульком будет
поставляться на накопительные пункты
северной и южной групп карьеров и на ИнГОК.
Им выбирать, откуда получать эмульком — с
ГП «Экоантилед» или из комплекса «Ингулецкий».
«Кривбассвзрывпром» при этом только
выполняет взрывные работы. Также следует
иметь в виду, что в этот общий комплекс
входят и предприятия Украины по
производству аммиачной и кальциевой селитр,
эмульгатора, ферросилиция, средств
взрывания, а также транспортники. Во всем
этом производственном конгломерате нет
монополистов, и это будет способствовать
здоровой конкуренции, которая и есть
движущей силой технического прогресса. Так
что, господин Шубин, наша разработка ближе к
реализации, всесторонне апробирована и не
она может превратиться в дорогостоящие
эксперименты, а программа с пауэргелем,
которого в Украине пока взорвано аж два
килограмма.
ЭВВ - мифы и реальность
Сильные стороны ЭВВ;
1. пожалуй самая сильная – что обеспечивается высокая площадь контакта горючего с окислителем. Никаким механическим измельчением такого не достичь физически в силу природных свойств АС ( вообще это отдельный разговор,почему нельзя) Известно из литературы – что реакция разложения АСВВ происходит в две стадии – непосредственно разложения АС + взаимодейстивие ее с горючей фазой. Эти процессы поддерживают друг друга взаимно,если можно примитивно выразиться. И это очень важно на самом деле, просто этого многие недопонимают . Так вот взаимодействие продуктов разложения АС + горючего формирует в конечном итоге очень узкую зону реакции ( или не узкую ), на фронте ее формируется высокое давление - то, что принято называть фронтом детонации. Чем меньше ( уже) эта зона – тем лучше вообще- то. Это влияет на бризантность в первую очередь.. А уже эта зона будет тогда – когда быстрее прореагируют компоненты АСВВ друг с другом. На фугасности это не так сильно заметно, там давление перераспределяется во времени и в результате результат может оказаться аналогичным – что вы под корни дерева положили ВВ с высокой бризантностью, что с менее… Поэтому когда тов. Джин выложил ролик в сети – как он ЭВВ дерево таким макаром завал – я ругался, может кто помнит еще, гмм.
2. Безусловно сильной стороной ЭВВ является их малый критический диаметр . что позволяет оперировать с ними в количествах порядка 100- 150 грамм – сохраняя при этом все их положительные по характеристикам свойства.
3. ЭВВ восприимчивы к стандартным средствам инициирования. Однако, я считаю, что КД № 8 все же слабоват во многих случаях ( это зависит от рецептуры ЭВВ тоже не в последнюю очередь.). Как правило хватает коэффициента 2, если не хватает, то уже тяжелый случай и тут рассматриваться не будет.
Теперь о недостатках ЭВВ. Их очень много…..
1.главный недостаток – нестабильность эмульсии по моему мнению.
Почему она разрушается и что этому способствует – отдельный разговор.
Разрушение эмульсии происходит по любому – с самого начала ее изготовления.
В результате ухудшается восприимчивость к КД ( вплоть до полного отказа), заметно падает бризантность. Признаки разрушения следующие : эмульсия теряет блескучесть, становиться матовой ( особенно когда сделать ее срез ). Подванивает окислами азота. ( при бабахе)
2. скорость разрушения эмульсии сильно привязана к температуре, что связано с понижением растворимости солей при разных температурах. Это накладывает сильные ограничения на использование ЭВВ зимой. В это время как правило с ЭВВ весьма трудно снять все потенциально заложенные в них характеристики
3 сложность( многокомпонентность) рецептуры и связанную с этим гиморность в изготовлении. Необходимость выдерживать точно технологию, неловкий шаг вправо, шаг влево – и аля-улю
4 базовая часть, эмульгатор – нет в продаже, а его изготовление весьма сложно. От качества эмульгатора очень сильно зависит стабильность эмульсии. Многие это недооценивают, а зря..,. количество качеством не компенсируешь никак.
Итак, подитожим: в ЭВВ заложен большой потенциал, но снять его весьма сложно и не для рядового потребителя – вот в чем проблема. В принципе – юзая банальный динамон на основе перемолотой в шаровухе активированной АС ( обладающей высокоразвитой поверхностью)+ солярка + алюминий вы получите немного худший вариант по бризухе конечно ( чудес на свете не бывает), зато никакой головной боли и+стабильный сабж – и зимой и летом.
unknown
Пиротек - всё о пиротехнике и взрывчатые вещества, гексоген и петарды