Наталья Дёмшина
Повышение эффективности и безопасности взрыва, экономия ресурсов, упрощение логистики и возможность работать с плохо пробуренными скважинами. Эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ) по многим параметрам выигрывают у традиционных для России гранулированных или порошкообразных ВВ. Тем не менее всё больше компаний-недропользователей обращают внимание на эмульсионные ВВ и чаще начинают применять их в своей практике.
— Если добывающее предприятие намерено развиваться, стоит уже сейчас подумать, какие технологии будут лежать в его основе: устаревшие или уже зарекомендовавшие себя современные, — считает Иван Веселов, директор по подземным горным работам Группы «ЭВОБЛАСТ».
— Иван, чем эмульсионные взрывчатые вещества отличаются от традиционных?
— Сначала скажу о сходстве: и традиционные, и эмульсионные ВВ требуют подачи в скважину под высоким давлением и с высоким расходом. Однако в случае с ЭВВ вещество удерживается за счёт не только давления и расхода, но и химико-физических свойств материала. Благодаря более высокой липкости оно плотно прилегает к стенкам скважины и обладает достаточной вязкостью, чтобы оставаться внутри. Кроме того, при работе заряда ЭВВ мы извлекаем максимально возможную энергетику, в том числе за счёт отсутствия потерь взрывчатого вещества.
— В каких ситуациях ЭВВ больше всего выигрывают у традиционных?
— Технология применения ЭВВ выигрывает везде, где технически или организационно возможно применение механизации. Даже на небольших объёмах производства или в максимально стеснённых условиях подземных разработок, будь то проходка выработок небольшого сечения или мелкошпуровая отбойка руды, применение ЭВВ приоритетнее.
Эмульсионные взрывчатые вещества можно применять на любых скважинах, но особенно актуальны они на восстающих. Это вертикальные или наклонные скважины длиной от 1 до 50 метров. Используются для равномерного дробления горного массива, и не поодиночке, а целой сетью, которая создаётся несколькими веерами скважин.
Чаще они располагаются под прямым или близким к нему углом: 80, 70, 60 градусов. И пробуриваются снизу вверх, то есть ВВ нужно располагать в верхней части. Например, в карьере устье скважины находится на кровле выработки, а забой — выше, в глубине горного массива. Взрывчатый материал стремится выпасть под действием силы гравитации. Поэтому заряжать такие скважины технически сложнее, чем нисходящие.
При использовании гранулированных ВВ, которые подаются под большим давлением с большим расходом, вещество спрессовывается и за счёт этого удерживается в скважине. Эмульсионные же ВВ держатся благодаря двум факторам — прессованию и собственной липкости.
Один из основных плюсов ЭВВ — намного более высокая энергетическая ценность благодаря многократно увеличенной поверхности соприкосновения основных элементов взрывчатого вещества. Ведь размер гранул ЭВВ составляет микроны, тогда как гранулы традиционных ВВ — шарики по 3–5 миллиметров диаметром.
Однако высокая энергетическая эффективность создавала определённые проблемы на начальном этапе разработки эмульсионных взрывчатых веществ. Мы столкнулись с тем, что руда дробится слишком сильно: происходит переизмельчение, образуется много пыли, возникает необоснованный перерасход бурового материала.
Решение проблемы было найдено: расширить сетку скважин, увеличив расстояние между веерами. Это позволило получать кондиционный кусок горной массы при одновременном снижении затрат на БВР.
— Назовите и другие плюсы эмульсионных ВВ.
— Они помогают снижать затраты на логистику. Традиционные ВВ доставляются на площадку в готовом виде, их транспортировка обходится дорого: нужно соблюдать определённые правила, нанимать охрану, строить специальные склады.
Эмульсионные взрывчатые вещества классифицируются не как взрывчатка, а как окислитель, относящийся к классу опасных веществ 5.1. Требования к перевозке намного ниже. Хранить можно на обычном складе ТМЦ. Не нужна охрана.
Компоненты ЭВВ смешиваются и вводятся в скважину, где лишь спустя некоторое время становятся взрывчаткой. Причём это время можно регулировать по требованию заказчика: 5 минут, час и так далее.
Другой плюс — повышение эффективности работы взрывников. Достаточно двух человек для производства взрывов вместо восьми при применении традиционных ВВ.
Третий момент — повышение уровня безопасности взрывных работ. ЭВВ не создают пыли в процессе заряжания скважин. Это минимизирует риск развития профессиональных заболеваний и возникновения случайного взрыва.
Четвёртый — снижение физической нагрузки на людей, поскольку заряжание происходит в полуавтоматическом режиме. Оператор смесительно-зарядной машины в основном общается с экраном контроллера, который следит за правильностью ввода данных. Электроника рассчитывает каждый шаг, вероятность ошибки минимальная. Шланг в скважину подаёт сама машина.
Пятое преимущество — эмульсионные взрывчатые вещества экологически безопаснее традиционных. Мы предлагаем обратную эмульсию: в виде мельчайших капелек водного раствора аммиачной селитры, которые находятся в масляной среде. Если в скважину попадает грунтовая вода, она не может проникнуть к селитре сквозь масло. То есть аммиачная селитра не вымывается из скважины, в отличие от тротила. Объёмы загрязнения грунтовых и рудничных вод уменьшаются — средств на очистку требуется меньше.
— Какие инструменты для повышения качества взрыва вы предлагаете своим клиентам?
— Чтобы взрыв был эффективным и соответствовал проекту, в первую очередь должна быть качественно пробурена скважина. Сейчас мы разрабатываем систему оценки качества бурения скважин, в том числе восстающих, — прибор, который будет помещаться в скважину. Это поможет инженеру-взрывнику собрать схему зарядов с учётом характеристик скважин, даже если они ушли от проектного направления.
Второй инструмент, который мы готовим, — электронная программа для объёмной отрисовки системы скважин. Третий — инструмент для проектирования нескольких отдельных зарядов в одной скважине. Четвёртый связан с электронными системами инициирования и предназначен для точного проведения последовательных взрывов в каждой из скважин системы.
— Сложно ли на самом деле перейти на ЭВВ?
— Если на добывающем предприятии уже есть СЗМ (самоходные смесительно-зарядные машины) и применяются гранулированные взрывчатые вещества, переход на эмульсию не слишком затратен. Достаточно переоборудовать СЗМ: установить модульное зарядное оборудование. Затем обучить сотрудников работать с ЭВВ, проектировать взрывные работы с их использованием.
Определённые усилия, конечно, придётся приложить. При переходе на ЭВВ необходимо пересмотреть подходы к проектированию взрывных работ. Потребуются инвестиции, однако в долгосрочной перспективе они окупятся за счёт экономии ресурсов и повышения эффективности работы.
В последнее время к нам обращается всё больше руководителей взрывных работ и директоров добывающих компаний, которые хотят посмотреть, как на действующих предприятиях организованы взрывные работы с использованием невзрывчатых компонентов ЭВВ. Это означает, что интерес к применению эмульсионных взрывчатых веществ растёт.
