- Национальная организация инженеров

Автономная некоммерческая организация
«Национальная организация
инженеров-взрывников в поддержку
профессионального развития»
(НОИВ)
Юридический адрес: 105203, г. Москва, ул. 14-я Парковая, д. 8
Почтовый адрес: 119049, Россия, г. Москва,
Ленинский проспект, дом 6, офис 849Б
ИНН 7719286658, КПП 771901001, ОГРН 1067799023423
Телефон +7 (499) 236-20-09, WEB http://www.noiv.ru, e-mail [email protected]
Характеристика и особенности
применения Гранулита ЕФ-П
Гранулит ЕФ-П согласно техническим условиям на его изготовление и руководству
по его применению (ТУ 7276-002-941200642009) относится к взрывчатым веществам (ВВ)
II класса. Гранулит ЕФ-П (далее — Гранулит)
изготавливается на местах применения и на стационарных пунктах и предназначен для ведения
взрывных работ в горнодобывающей промышленности и строительстве при заряжании сухих
и осушенных скважин и шпуров на земной
поверхности и в забоях подземных выработок,
не опасных по взрыву газа и пыли, в породах
с коэффициентом крепости до 15 по шкале
профессра М. М. Протодьяконова при температуре окружающей среды от −40 до +50°С).
Взрывчатый состав и технология его производства и применения разработаны специалистами
АНО «Национальная организация инженеров-взрывников» и ООО «Центр инновационных технологий «Саммит ХХI» и прошёл
промышленные испытания в 2012–2014. Состав
разрешён к постоянному применению (заключение экспертизы № 07-02-ИД-03269-2013,
утверждено Ростехнадзором от 01.09.2013
№ 00-04-07/1711.
Изготовление Гранулита ЕФ-П производится
в процессе заряжания с применением передвижных механизмов и устройств или на стационарном пункте согласно требованиям
регламента технологического процесса и инструкций.
Гранулит может использоваться для производства водоустойчивых эмульсионных промышленных взрывчатых веществ и заряжания
в обводнённые скважины с применением
полиэтиленовых рукавов. Для эффективного дробления сложно-структурных массивов
с различными физическими свойствами горных
пород применяются комбинированные заряды,
отличающиеся составом эмульсии.
Для изготовления Гранулита применяется следующее основное сырье:
⚒⚒ селитра аммиачная марки А или Б
по ГОСТ 2-85;
⚒⚒ пористая аммиачная селитра;
⚒⚒ прямая водно-углеводородная эмульсия;
⚒⚒ отработанные масла всех групп и/или
масло минеральное индустриальное марок
И-8А, И-12А;
⚒⚒ дизельное топливо по ГОСТ 305-82.
Гранулит ЕФ-П представляет собой сбалансированную по кислородному балансу механическую смесь плотной или пористой аммиачной селитры (АС) — или их смеси — с прямой
водной эмульсией нефтепродуктов (НП).
При изготовлении Гранулита за пределами
взрываемого блока производят упаковку его
в мешки с полиэтиленовым вкладышем. Гранулит должен храниться в сухих складских помещениях. Температурный диапазон хранения
от −50°С до +50°С. Гарантийный срок хранения Гранулита заводского изготовления составляет 6 месяцев.
Неконтролируемые взрывчатые показатели Гранулита ЕФ-П представлены в таблице 1.
Заряжание скважин Гранулитом может осуществляться как ручным, так и механизированным способом с применением смесительно-зарядных машин. Механизированное смешение
и заряжание шпуров и скважин должно осуществляться устройствами, допущенными для
этих целей органами надзора. Для механизации
производства Гранулита могут использоваться
любые имеющиеся на предприятии и допущенные надзорными органами устройства, например, смесители объемного гравитационного
смешивания или смесительно-зарядные машины.
Получено разрешение на применение объёмного смесителя гравитационного ОСГ-300
(ТУ 4826-026-17131060-2003) разработанной
ЗАО «Гормаш» смесительно-зарядной машины
МСЗ-ВУ (ТУ 3145-055-00187300-2006).
Производство Гранулита в процессе проведения испытаний производится на основе разработанных и утвержденных регламентов технологического производства:
⚒⚒ регламент технологического процесса
механизированного изготовления промышленного взрывчатого вещества Гранулит ЕФ-П (ТУ 7276-002-94120064-2009)
на объёмном смесителе гравитационном
ОСГ-300 (ТУ 4826-026-17131060-2003);
⚒⚒ регламент технологического процесса
механизированного изготовления промышленного взрывчатого вещества Гранулит ЕФ-П (ТУ 7276-002-94120064-2009)
на машине смесительно-зарядной МСЗ-ВУ
Страница 1 из 5
Таблица 1. Неконтролируемые физико-химические и взрывчатые показатели
гранулита ЕФ-П и его модификаций
№
п/п
1
Показатели
Значения
3700–3980
13
14
Теплота взрыва гранулита для скважинных зарядов, кДж/кг
Теплота взрыва модификаций состава для патронированных зарядов, кДж/кг
Кислородный баланс, %
Объём газов, л/кг
Скорость детонации в скважинах 100мм, км/с
Критический диаметр при насыпной плотности 0,85­­–1,0мм:
— в мягкой оболочке
— в стальной оболочке
Критический диаметр модификации состава для патронированных зарядов в мягкой оболочке при тротиловом эквиваленте
0,95–1,05
Чувствительность для скважинных зарядов к ЭД и ДШ
Чувствительность к удару по ГОСТ 4545-88, нижний предел
в приборе 2 мм
Частота взрывов в приборе, %
Минимальная энергия удара, Дж
Чувствительность к трению на приборе К-44-3,
нижний предел, кг/см2
Способность к электрилизации при пневмозаряжании
Газовая вредность (количество ядовитых газов в пересчёте на условную окись углерода), л/кг
Температура вспышки (при постоянной температуре с задержкой 60 с), °С
Температура начала интенсивного термического разложения, °С
Температурные условия применения
15
16
17
Физическая стабильность при 20°С
Насыпная плотность, г/см3
Рекомендуемая плотность заряжания, г/см3
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(ТУ 3145-055-00187300-2006) для производства взрывных работ.
По степени вредного воздействия на организм
человека согласно ГОСТ 12.1.007-76 Гранулит ЕФ-П относится к IV классу (вещество
малоопасное). Его токсичность определяется
токсичностью входящих в него компонентов.
Применяемая для изготовления Гранулита
эмульсия по степени воздействия на организм
человека также относится к IV классу опасности
(вещества малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76.
Транспортирование и хранение Гранулита ЕФ-П производится по ГОСТ Р 51615‑2000
с нижеследующими уточнениями: при транспортировании автомобильным транспортом
Гранулит транспортируется в соответствии
с «Правилами перевозки опасных грузов автомобильным транспортом», утверждёнными приказом Министерства транспорта РФ
от 08.08.1995 № 73, а также в соответствии с европейским соглашением о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ).
60
30
18–20
Недостаточная
500
0
49,1
6780
Не электризуется
15-35
250–260
(интенсивное разложение)
231
Для всех климатических зон стран
СНГ при температурах от −55
до +50°С
Достаточная
0,85–1,05
0,95–1,05
зарядов должна производиться в соответствии
с требованиями «Единых правил безопасности при взрывных работах» (Раздел II, глава 4,
с. 49). Безопасные расстояния при взрывных
работах и хранении Гранулита определяются
в соответствии с требованиями «Единых правил
безопасности при взрывных работах» (Приложение 8). При расчёте безопасных расстояний
по передаче детонации при хранении Гранулита ЕФ-П значение коэффициента Кд берётся
равным соответствующим значениям как для ВВ
на основе аммиачной селитры, не содержащих
нитроэфиров («Единые правила безопасности
при взрывных работах», Приложение 8).
Гранулит более безопасен в производстве и
применении, чем Игданит (АС/ДТ-6).
Минимальные показатели чувствительности
к трению и удару обеспечивают высокую безопасность ведения горных работ. Результаты
лабораторных испытаний новых составов Гранулитов в ФГУП «Федеральный центр двойных
технологий «СОЮЗ» приведены в таблице 2.
По степени опасности при хранении и транспортировании Гранулит ЕФ-П согласно
ГОСТ 19433-88 относится к классу 1, подклассу 1.1 и группе совместимости «D».
При взрывании заряды Гранулита следует
инициировать с применением допущенных
Рос­технадзором промежуточных детонаторов,
в том числе с использованием патрона Аммонита весом не менее 200 г. Ликвидация отказавших
3800–4100
От +1,5 до −1,8
980—990
3200-3600
Основные результаты
промышленных испытаний
Гранулита ЕФ-П
Промышленные испытания Гранулита ЕФ-П
проходили в условиях открытой разработки
месторождений с прочностью разрабатываемых горных пород от 300 до 1200 кг/см2 с расходом ВВ 0,45–0,5 кг/м3 в сухих и частично
Страница 2 из 5
Таблица 2. Результаты лабораторных испытаний новых составов Гранулитов
в ФГУП «Федеральный центр двойных технологий «СОЮЗ»
Чувствительность к удару,
Наименование ВВ груз
10 кг, нижний предел, мм
Гранулит ЕФ-П
500-0
Гранулит ЕФ-ПН
500-0
Минимальная
энергия удара,
Дж
Чувствительность к трению
Po, кгс/см2
49,1
49,1
6780
6780
обводнённых скважинах, в том числе на сложно-структурных месторождениях.
Результаты промышленных испытаний и опыта
применения Гранулита позволяют сделать следующие выводы:
⚒⚒ Гранулит ЕФ-П является промышленным
взрывчатым веществом нового поколения.
Гранулит ЕФ-П более безопасен и экономически эффективен в применении, чем
Игданит и другие гранулированные ПВВ,
содержащие тротил и алюминий. При этом
себестоимость производства Гранулита ЕФ-П меньше, чем Гранулита-Игданита
на основе пористой селитры.
⚒⚒ Разработанная технология изготовления
и применения Гранулита обеспечивает
комплекс технологических преимуществ
по сравнению с другими взрывчатыми веществами.
⚒⚒ Дополнительные возможности оперативного регулирования показателями
дробимости горных пород при применении разработанной технологии
производства и применения гранулита ЕФ-П: по результатам испытаний
установлена возможность снижения
среднего размера куска на 50–60%
и увеличения индекса дробимости
на 43–98%. При использовании штатного ВВ Гранулита-Игданита, изготовленного на пористой аммиачной
селитре (ТУ 2143-036-002037889-2003)
с применением дизельного топлива, средний размер куска составил
14,6–20,3 см, а индекс дробимости
пород прочностью 400–800 кг/см2)
соответственно 6,8–5. Применение
гранулита ЕФ-П позволило снизить
средний размер куска до 9–10,5 см,
выход мелких фракций до 0,5–1,7%
и увеличить индекс дробимости соответственно до 10–14. При сравнительных испытаниях Гранулита-Игданита
и Гранулита ЕФ-П при разработке
сложно-структурного месторождения
с прочностью вязких пород 1200 кг/см2
крупноблочного массива снижен до 1%
(исключён) выход негабарита на 20%.
Средний размер куска снижен с 35 см
до 16 см. Радиус и зона контролируемого дробления Гранулитом ЕФ-П
(расстояние от крайней скважины
до линии отрыва взорванной горной
массы) массива при использовании
нового состава на 1,8 м больше, чем
у штатного ВВ. Результаты экспериментальных работ подкреплены Актом
и Протоколом испытаний и рассмотрены Ростехнадзором. Получено разрешение на постоянное применение
нового состава ВВ Гранулита ЕФ-П
Температура
начала интенсивного разложения, °С
231
256
Температура
вспышки, °С
250
260
и применения для его изготовления
смесительно-зарядных машин и объёмного гравитационного смесителя.
⚒⚒ Применение Гранулита ЕФ-П открывает возможность снижения объёмов
выброса пыли и вредных газов в атмосферу. Полностью исключён выброс
газов желтого цвета. Время оседания
пылегазового облака в 2–3 раза меньше.
⚒⚒ Технология изготовления и применения Гранулита позволяет эффективно
управлять высотой разлёта фрагментов
взорванной горной массы. Эффективное дробление возможно при снижении высоты и расстояния разлёта
горной массы соответственно до 2 м
и до 15 м.
⚒⚒ Показатели сейсмического действия
взрыва и ударной воздушной волны
ниже, чем у штатного ВВ.
⚒⚒ Разработанные составы и технология
производства компонентов Гранулита
позволяют управлять реологическими свойствами (вязкостью) эмульсии
и удерживающей способностью в зависимости от применяемых средств
механизации. При этом удерживающая
способность эмульсии гладкой селитрой по ГОСТ 85-2 может достигать
при необходимости 15–20%.
⚒⚒ Изготовление Гранулита может осуществляться при отрицательных
температурах окружающей среды.
Промышленные испытания показали,
что поризация гранул гладкой селитры
и полное заполнение их эмульсией
происходит как при положительных,
так и при отрицательных температурах.
Успешно прошли испытания технологии производства и применения
Гранулита при температуре до −30°С.
Безусловно эффективным является
применение для производства Гранулита ЕФ-П гладкой поризованной путём
нагрева аммиачной селитры.
Изготовление Гранулита возможно с использованием существующих смесительно-зарядных
машин. Для дальнейшего повышения эффективности изготовления Гранулита и заряжания
скважин на сложно-структурных месторождениях ведутся работы по допуску к промышленному применению новой смесительно-зарядной машины. Разработана установка для
организации производства водно-углеводородной эмульсии на местах производства работ.
Модификации взрывчатого состава могут
с успехом использоваться при изготовлении патронированных ВВ диаметром до 25 мм и про-
Страница 3 из 5
межуточных подживлящих боевиков любого
размера и веса.
Для промышленного высокомеханизированного применения состава на горных предприятиях
и в строительстве предлагается:
⚒⚒ комплекс механизации производства
нового ВВ на пунктах приготовления ВВ
и в заводских условиях, а также на местах
применения;
⚒⚒ смесительно-зарядная машина.
Экономическая эффективность
производства и использования
Гранулита ЕФ-П на местах
применения
Интегральная экономическая эффективность
производства на местах применения и использования на открытых горных работах нового
поколения промышленного взрывчатого вещества Гранулита ЕФ-П складывается из десяти
составляющих. В данном описании приводятся
четыре составляющих интегрального экономического результата. Системный анализ эффективности и качества ведения взрывных работ
может быть проведен по заданию заказчика для
конкретных горных предприятий.
⚒⚒ Экономия затрат на приобретение жидких
углеводородов (топливной составляющей
ПВВ).
⚒⚒ Экономия затрат на приобретение неорганического окислителя (аммиачной селитры).
⚒⚒ Экономия затрат на бурение скважин.
⚒⚒ Дополнительная прибыль (снижение себестоимости конечной продукции) в результате уменьшения выхода мелких фракций
и повышения прочности кондиционных
фракций товарной продукции. Финансовый результат от более эффективного решения логистики поставки материалов для
ведения взрывных работ. Снижение затрат
на транспортирование взрывчатых веществ
и их компонентов, затрат энергии на подготовку компонентов ПВВ и производство
взрывчатых веществ.
Первая составляющая экономического эффекта зависит от объёма используемой пористой
селитры. Применение нового состава и технологии позволяют заменить от 70 до 100%
пористой селитры в зависимости от условий
применения. При существующей в настоящее
время разнице в цене гладкой и пористой аммиачной селитры в 5 000 ₽ за тонну, экономия
затрат на приобретение 1 000 тонн неорганического окислителя составляет от 3 500 000
до 5 000 000 ₽.
Экономия затрат на приобретение 60 тонн
жидких компонентов ПВВ (6% от 1 000 тонн
неорганического окислителя) расчитывается на основании результатов промышленных
испытаний от 10 до 25 ₽ за 1 кг используемого
жидкого топлива для производства смесей типа
АС/ДТ-6 и составляет от 600 000 до 1 500 000 ₽.
Экономия затрат на бурение скважин диаметром 105–160 мм в результате расширения сетки
скважин (увеличения зоны контролируемого
дробления, увеличения расстояния от крайнего ряда скважин до плоскости отрыва) при
затратах на бурение 35 ₽ на 1 м3 горной массы
составляет ориентировочно от 11 до 15 ₽/м3
горной массы в плотном теле, или от 11 000 000
до 15 000 000 ₽ при рыхлении 1 000 000 м3 с использованием энергии взрыва.
Дополнительная прибыль в результате уменьшения выхода мелких и пылевидных фракций
определяется исходя из снижения этого показателя в результате использования на 5–7%.
Расчёты могут быть проведены для конкретных
условий. Ориентировочный экономический
эффект составляет 10 000 000 ₽ на 1 000 000 м3
горной массы в плотном теле.
Остальные составляющие интегрального экономического эффекта от внедрения нового
взрывчатого состава и технологии его применения могут быть учтены для условий разработки
конкретного месторождения.
Степень изученности состава
нового взрывчатого вещества
В период 2007–2010 годов АНО «Национальная организация инженеров-взрывников»
был выполнен ряд НИР по государственной программе Шифр «Ирбис» (совместно
с ФГУП «ГосНИИ «Кристалл») и по программе «Параметр-С». Исследования и испытания
проводились на горных предприятиях, заводе
«Эластик» (при выполнении программы «Параметр-С»), на испытательных площадках
ФГУП «ГосНИИ Кристалл», на Брянском
химическом заводе, на объектах ООО «Взрыв­
строй». Изучены взрывчатые характеристики
нового состава Гранулита и его смесей с конверсионными ВВ. Полигонные испытания
методом подводного взрыва также проводились
в 2014 году с участием ведущих специалистов
ИФХ РАН на полигоне в г. Черноголовка.
Показатели безопасности применения состава
изучались по официальному запросу в Центре
двойных технологий.
В 2013–2014 годах прошли промышленные
испытания Гранулита на объектах горных работ,
обслуживаемых ООО «Взрывстрой». Проведены десятки взрывов на 5 карьерах, в том числе
при разработке горизонтально-залегающего
сложно-структурного месторождения.
За период 2009–2015 годов результаты исследований взрывчатых характеристик Гранулита ЕФ‑П и его смесей, особенностей кинетики
выделения энергии при детонации зарядов
на его основе докладывались на шести ведущих
международных конференциях по взрывному
делу.
По оценке специалистов ИФХ РАН, профессионально занимающихся вопросами детонации,
новая взрывчатая смесь по своим характеристикам принципиально отличается от смесей
АС/ДТ‑6 на пористой селитре. Его фактическая
суммарная работоспособность на 35% выше.
Отличается состав и объём вредных газов.
Общеизвестным является тот факт, что фактическая работоспособность смесей АС/ДТ‑6
с применением аммиачной селитры отечествен-
Страница 4 из 5
ного производства на 25–35% меньше расчётной.
Используемая технология производства и особенности взрывчатого состава Гранулита ЕФ‑П
позволяют при необходимости увеличить
плотность зарядов ВВ, удельную их энергетическую насыщенность и фактическую полноту
химических превращений с минимальными
стоимостными показателями. В результате
комплекса технических решений увеличивается
«плотность» и кинетика выделения энергии,
что и приводит к существенному повышению
полезного действия энергии взрыва по критерию интенсивности дробления. Следует отметить, что испытания нового состава в сравнении
с штатными ВВ проводились в сопоставимых
условиях с одинаковой сеткой скважин. В конкретных условиях необходимо будет оптимизировать параметры БВР в зависимости от требований заказчика и расчётов рациональных
(оптимальных) значений гранулометрического
состава взорванной горной массы, с учётом требований к конечной продукции горного предприятия, используемой структуры комплексной
механизации и параметров используемого
горнотранспортного оборудования.
Страница 5 из 5