Спосіб виробництва вибухових робіт

Изобретение относится к буровзрывным работам и может быть использовано в горнодобывающей промышленности на открытых разработках месторождений полезных ископаемых. Наиболее близким техническим решением является применение при взрывании акватола Т-20Г [Технические условия ТУ 00190934-015-95]. Известное техническое решение предполагает бурение взрывных скважин, их заряжание водосодержащим аммиачно-селитренным взрывчатым веществом (АСВВ) акватолом Т-20Г и взрывание. Достоинства известного технического решения: водостойкость применяемого АСВВ; высокая плотность акватола Т-20Г, а следовательно и концентрация энергии в единице объема зарядной полости; невысокая по сравнению с другими водостойкими ВВ стоимость. Однако известный способ обладает рядом недостатков: из-за проникновения взрывчатого вещества в щели горных пород имеет место перерасход дорогостоящего ВВ; протекающие естественным образом медленный гидролиз и термораспад аммиачной селитры (АС) при случайном суммировании факторов, каталитически ускоряющих этот нежелательный процесс разложения АС (вследствие сульфидов, содержащихся в породах, агрессивных скважинных вод и т.п.), может привести к несанкционированному взрыву АСВВ. В основу изобретения поставлена задача создать способ производства взрывных работ, в котором путем подавления реакции гидролиза АС за счет введения в состав ВВ нейтрализатора, а также ограничения контакта АС с катализаторами этого процесса обеспечивается безопасность взрывных работ, а также снижение их стоимости. Для решения задачи в предложенном способе производства взрывных работ, включающем бурение взрывных скважин, их заряжение водосодержащими аммиачно-селитренными взрывчатыми веществами, сбалансированными по кислороду, а взрывание, в котором, согласно изобретению, предварительно во взрывчатый состав вводят нейтрализатор азотной кислоты, например карбамид, в количестве не менее 4%, а кроме того, при заряжании ограничивают контакт взрывчатого вещества с окружающей заряд средой. Необходимость совершенствования известного способа диктуется требованиями безопасности работ, поскольку несанкционированные взрывы АСВВ имели место в России (Ураласбест - 1991 г., Лебединский ГОК - 1993 г. и в других странах, для чего необходимо обеспечить подавление реакции гидролиза АС введением в состав АСВВ нйтрализатора азотной кислоты, например карбамида. Кроме того, необходимо ограничить каталитическое воздействие факторов, содержащихся в окружающих заряд среде, а также устранить перерасход ВВ, проникающего в трещины. Существенными признаками заявляемого способа являются: - бурение взрывных скважин; - введение во взрывчатый состав нейтрализатора азотной кислоты, например карбамида, в количестве не менее 4%; - ограничение контакта ВВ с окружающей заряд средой; - заряжание скважин водосодержащими аммиачно-селитренными взрывчатыми веществами, сбалансированными по кислороду; - взрывание; - комплекс ранее известных и предложенных настоящим техническим решением признаков. Новыми существенными признаками заявляемого способа являются: - введение во взрывчатый состав нейтрализатора азотной кислоты, например карбамида, в количестве не менее 4%; - ограничение контакта ВВ с окружающей заряд средой; - комплекс ранее известных и предложенных настоящим техничерким решением признаков. Благодаря введению во взрывчатый состав нейтрализатора азотной кислоты, например карбамида, в количестве не менее 4% подавляется реакция гидролиза аммиачной селитры, снижается опасность возникновения несанкционированных взрывов зарядов. Благодаря ограничению контакта аммиачной селитры с катализаторами процесса гидролиза АС и несанкционированного взрывания зарядов обеспечивается безопасность взрывных работ, а также предотвращается проникновение ВВ в трещины и его перерасход. Благодаря комплексу ранее известных и предложенных признаков обеспечивается экономия взрывчатого вещества и безопасность взрывных работ. Конкретное исполнение должно предотвратить разложение АС в составе ВВ. Расчетом, учитывающим все факторы (нормативное начальное содержание азотной кислоты в АС, температуру и т.п.), установлено, что такого нейтрализатора, как карбамид, достаточно 2% в составе акватола Т-20Г для подавления гидролиза АС. Учитывая возможные отклонения от нормативного содержания азотной кислоты, считаем необходимым минимальное содержание карбамида брать 4%. Кроме того, гидролиз могут ускорить катализаторы: сульфиды горных пород, хлориды вскважинных водах. В случае их наличия необходимо оградить возможный контакт АСВВ с этими катализаторами. Пример конкретного выполнения заявляемого способа на карьере ИнГОКа г. Кривого Рога. На пункте приготовления горячего (t = 100-110°С) раствора АС готовили его по известной по прототипу технологии и закачивали в бак зарядной машины Акватол-3 D количестве 20 т. Далее зарядная машина следовала на загрузочный пункт в карьере, расположенный в пределах опасной зоны ведения взрывных работ. На пункте в бункер с горячим раствором АС по прототипу подают 5 т гранулотола (гранулированного тротила), что составляло 20% его содержания в составе акватола Т-20Г. В экспериментах подавали соответственно в различных случаях компоненты в соотношениях, приведенных в таблице. Приведенные в таблице соотношения компонентов обеспечивают сбалансированность ВВ по кислороду. Подаваемые в бак компоненты перемешивали до полного растворения, после чего зарядная машина следовала на блок, где проводили заряжание скважин. В составах, изготовленных по известной технологии (20% гранулотола) в процессе зарядных работ в сухие скважины наблюдались случаи дымления и клокотания акватола Т-20Г, что объяснялось ускорением протекания реакции гидролиза АС в составе с образованием азотной кислоты и аммиака. Азотная кислота, накапливаясь, стимулировала дальнейший гидролиз АС, а газообразный аммиак, удаляющийся в атмосферу, создавал эффект клокотания (кипения) акватола Т-20Г, что объяснялось появлением новых каталитически влияющих на гидролиз факторов. В случаях, когда в горячий раствор АС подавали 4,5 т гранулотола и 0,5 т карбамида (2%), дымление и кипение возникали значительно реже, а в случаях, когда подаваемые в сухие скважины количества были соответственно 4,25 т гранулотола и 0,75 карбамида, дымление и кипение возникали эпизодически, а соответственно 4 т и 1 т отсутствовали. Таким образом, было установлено, что введение в состав акватола Т-20Г 4% и более карбамида взамен гранулотола обеспечивало при заряжании в сухие скважины без увеличенного содержания сульфидов в горных породах подавление гидролиза АС и безопасность взрывных работ. Однако в случаях аномального содержания сульфидов (пирита), а также избыточной минерализации скважинных вод хлоридами наблюдались те же признаки усиления гидролиза АС в составе ВВ, что вызывало необходимость дальнейшего увеличения карбамида в составе ВВ взамен гранулотола, или при количестве карбамида 4% - ограничение контакта акватола Т-20Г с окружающей заряд средой, например, помещением его в полиэтиленовую пленку. Необходимо отметить, что в сильно трещиноватых породах наблюдались также случаи утечек жидкого акватола Т-20Г из скважин за счет проникновения его в трещины. При этом колонка заряда снижалась, что приводило к необходимости выполнения дозарядных работ. В этих случаях помещение акватола Т-20Г в полиэтиленовый рукав или использование других способов ограничения его контакта с окружающей заряд средой (тампонаж скважин) позволяло обеспечить достижение двух целей: предотвращение гидролиза АС с обеспечением безопасности работ и утечек ВВ. Таким образом, доказана возможность предотвращения гидролиза АС, обеспечения безопасности работ и исключения перерасхода взрывчатого вещества. Преимущество предложенного изобретения заключается в том, что при его использовании благодаря нейтрализации азотной кислоты обеспечивается безопасность взрывных работ, а благодаря ограничению контакта взрывчатого вещества с окружающей заряд средой исключается перерасход взрывчатого вещества.