взрывные работы, экология, безотказность, безопасность

1
УДК 622.235
Ю.С. Петров, д.т.н., проф. СКГМИ, акад. МАНЭБ
С.П. Масков, к.т.н., доц. СКГМИ
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ВНЕДРЕНИЕМ НОВЫХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ
Рассмотрены возможности повышения качества взрывных работ на
горных предприятиях и улучшения их экологических характеристик внедрением новых средств электрического взрывания. Описан запатентованный
многофункциональный автоматический прибор взрывания с улучшенными
эксплуатационными характеристиками.
Ключевые слова: взрывные работы, экология, безотказность, безопасность, совершенствование приборов взрывания.
The possibilities of improving the quality of blasting in mining enterprises
and improve their environmental performance of the introduction of new means of
electric blasting. Described patented multifunctional automatic blasting unit with
improved performance.
Key words: blasting, ecology, reliability, safety, improved blasting devices.
Системы электрического взрывания зарядов отличаются от других систем инициирования не только наибольшей безопасностью, высокими эксплуатационными параметрами, но и широкими возможностями оптимизации
и совершенствования и являются в этом отношении наиболее перспективными [1].
Система электровзрывания (электрического инициирования зарядов) состоит из источников энергии (приборов взрывания), электровзрывной цепи
(магистральных проводов и распределительной сети с электродетонаторами ЭД) и контрольно-измерительной аппаратуры.
На базе разработанных в СКГМИ основных положений теории электрических взрывных цепей предложены способы оценки и повышения коэффициента полезного действия системы, увеличения его устойчивости к воздействию блуждающих токов, повышения производительности и безотказности.
Применяемые до нашего времени условия безотказного инициирования
носили частный характер, так как относились к конкретным типам приборов
V5_
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ВНЕДРЕНИЕМ НОВЫХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ
всего страниц – 4
2
взрывания и электровзрывных цепей. В связи с этим были разработаны более
общие, универсальные условия безотказности, применяемые для различных
систем электрического инициирования. Условия учитывают утечку электрического импульса в реальных электровзрывных цепях, разброс параметров
ЭД, вероятностный характер основных влияющих факторов. Анализ результатов исследования условий безотказного инициирования различных систем
электровзрывания позволяет обосновать требуемые параметры ЭД, приборов
взрывания, соединительных и магистральных проводов, обеспечивающие
надёжность функционирования системы.
Взрывные работы на горных предприятиях характеризуются мощным
воздействием на природный горно-геологический комплекс, нарушением
сложившейся естественным образом экологической обстановки; кроме того
они сопровождаются целым рядом негативных последствий.
Наиболее значительным этапом в общем комплексе буровзрывных работ
является проведение массовых взрывов, которые, как известно, отличаются
большой мощностью. Массовые взрывы характеризуются большим влиянием
на окружающую среду: нарушением естественной структуры горного ландшафта, возникновением упругих волн в горном массиве, воздушной ударной
и звуковой волнами, физическим (пылью) и химическим (вредными газами)
загрязнением и т. п. При массовых взрывах экологический эффект является
наиболее значительным, в связи с этим (а также по многим другим причинам) необходимо добиваться максимальной надёжности и безопасности
взрыва, постоянно улучшать его качественные показатели: увеличивать выход горной массы с 1 п. м. скважины, уменьшать удельный расход ВВ, увеличивать степень дробления и т. п.
Большую роль для уменьшения экологического вреда играет рациональная технология для взрывных работ, правильный подбор параметров взрыва,
совершенствование средств взрывания.
Основные характеристики взрыва, в частности, экологические, во многом определяются системой инициирования, главным элементом которой является взрывной прибор. В СКГМИ (ГТУ) последние годы ведутся работы по
разработке новых средств электрического взрывания и, в частности, новых
взрывных приборов [2]. Новой разработкой является взрывной прибор [3],
который реализует целый спектр функций (см. алгоритм рис. 1).
V5_
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ВНЕДРЕНИЕМ НОВЫХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ
всего страниц – 4
3
Включение прибора
Uист.; Iбл.доп.; Rиз.доп.; Uс.расч.; N;
WЭД; Rвх.расч.
Закорачивание ЭВЦ
да
нет
нет
Uист. ≥ Uист.доп.
да
Iбл.< Iбл. доп
нет
Rиз.> Rиз. доп.
да
Подготовка к измерению Rвх.
да
│Rвх. – Rвх.расч.│<10%
да
Uс.= Uс. расч.
нет
Инициирование
нет
да
Определение энергии
инициирования
WЭ ≥Wрасч.
нет
Отказов нет
Отказы есть
Вывод данных на УВОИ
Блокировка прибора
Рис.1 Алгоритм работы автоматического взрывного прибора
V5_
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ВНЕДРЕНИЕМ НОВЫХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ
всего страниц – 4
4
Разработанный универсальный автоматический прибор взрывания, помимо основной функции – подачи энергии в электровзрывную цепь (ЭВЦ)
для срабатывания электродетонаторов (ЭД), реализует целый ряд важных дополнительных функций, обеспечивающих безопасность и безотказность проведения взрыва. Прибор позволяет контролировать уровень блуждающих токов (Iбл.), напряжение источника питания (Uист.), входное сопротивление ЭВЦ
— Rвх., сопротивление изоляции ЭВЦ — Rиз, напряжение, подаваемое в ЭВЦ
(напряжение на конденсаторе - Uc), количество энергии (WЭ), израсходованное в ЭВЦ при инициировании (потреблённой энергии), при количестве
электродетонаторов - N и энергии каждого электродетонатора - WЭД.
В приборе автоматически производится оценка этих параметров сравнением их реальных значений с нормированными (Uист.доп., Iбл.доп., Rиз.доп., Uс.расч.,
Wрасч.), что отображается в устройстве ввода и отображения информации
(УВОИ). По результатам такой оценки взрывник делает соответствующие
выводы и осуществляет мероприятия по нормализации процесса инициирования
Лабораторные испытания макета прибора дали положительные результаты. В настоящее время изготовляется опытный образец прибора и ведётся
подготовка к его использованию в производственных условиях. Применение
более совершенных систем инициирования промышленных взрывных веществ (в частности электрических систем) позволит существенно улучшить
технологические характеристики взрыва, уменьшить вредные эффекты, сопровождающие взрыв, оздоровить экологическую обстановку на горном
предприятии.
Литература
1. Граевский М.М. Справочник по электрическому взрыванию зарядов
ВВ. Изд. 2-е, перераб. и доб. М.:Рандеву-АМ,-2000,-448 с.
2. Патент 2360214 РФ Устройство электрического взрывания/Петров
Ю.С., Масков С.П.,2009
3. Патент 2534782 РФ Универсальный автоматический прибор взрывания/Петров Ю.С., Масков С.П., Саханский Ю.В., Масков Ю.П. 2014
V5_
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ВНЕДРЕНИЕМ НОВЫХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАНИЯ
всего страниц – 4