CC BY
310
С.А. Лихачев, В.Д. Турегельдиев
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИНИЦИИРОВАНИЯ СИНВ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ
Т уеэлектрическая система инициирования СИНВ (в настоя--М.-М- щее время выпускается ФГУП НМЗ "Искра" под торговой маркой СИНВЭК) применяется на горных предприятиях России с 1999 г. Специалисты АО "Нитро-Взрыв" совместно с представителями ФГУП НМЗ "Искра" с 1998 г. принимали участие в работах по опытно-промышленному испытанию устройств СИНВ, их внедрению на угле- и горнодобывающих предприятиях России, а также занимаются обучением взрывперсонала предприятий правилам работы с системой СИНВ и реализацией этой системы, что позволило накопить определенный опыт применения, который может быть интересен для специалистов.
Устройства СИНВ-С и СИНВ-П состоят из капсюля-детонатора с замедлением, не содержащем первичного ИВ и отрезка ударно-волновой трубки с навеской 20 мг/м. Устройства предназначены для инициирования с замедлением от 100 до 500 мс промежуточных детонаторов скважинных зарядов (внутрискважинно-го замедления), монтажа поверхностной взрывной сети и создания замедления от 0 до 179 мс между скважинами.
Несмотря на то, что функционально система СИНВ является аналогом таких широко известных систем взрывания как "Нонель" и "Динашок", которые применяются с 70-х годов, опыт применения неэлектрической системы взрывания к 1999 году имели только отдельные предприятия (Ковдорский ГОК, Качканарский ГОК "Ванадий"). Внедрение и распространение системы СИНВ на первом этапе потребовало разработки обоснованных предложений и рекомендаций с тем, чтобы убедить горные предприятия в эффективности применения неэлектрической системы СИНВ. Эти предложения распределились по следующим направлениям.
1. Выбор способа монтажа взрывной сети при использовании устройств СИНВ
Практика применения неэлектрических систем взрывания предполагает два основных способа монтажа взрывной сети [1, 2] при ведении взрывных работ на открытых горных работах. По сложившейся в практике терминологии их называют "классический" и "комбинированный". При классическом способе взрывания инициирование промежуточных детонаторов скважинных зарядов производится устройствами СИНВ-С, а монтаж поверхностной взрывной сети - устройствами СИНВ-П, при "комбинированном" способе взрывания монтаж поверхностной взрывной сети производится с применением детонирующего шнура и пиротехнических реле.
Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки. К достоинствам "комбинированного" способа монтажа принято относить большую надежность, которая обеспечивается возможностью дублирования поверхностной взрывной сети, выполненной из детонирующего шнура.
В то же время "классический" способ позволяет полностью реализовать все возможности неэлектрической системы взрывания, такие как поскважинное замедление и реализация самых разнообразных схем взрывания.
На графике приведены данные по реализации устройств СИНВ-С и СИНВ-П в период с 1999 по 2003 гг., которые в определенной степени отражают соотношение применения "классического" и "комбинированного" способов взрывания. Анализ приведенных данных показывает, что на первом этапе предприятия предпочитали применять "комбинированный" способ монтажа взрывной сети, а в дальнейшем больше предприятий стали применять "классический" способ или сочетание его с "комбинированным". Такие изменения вызваны, в первую очередь, тем, что в результате совершенствования технологии производства повысилась безотказность продукции, и предприятия в процессе использования СИНВ убедились в ее надежности, а также тем, что взрывперсонал закрепил навыки работы с неэлектрической системой инициирования.
Из графика видно, что в 2001 г. поставка устройств СИНВ-П, определяющих "классический" способ взрывания, составила 60 % от объема поставок устройств СИНВ-С. Если
учитывать, что 15-20 % от объема устройств СИНВ-С, согласно условиям применения, используются для дублирования промежуточного детонатора в скважинном заряде, то с определенной долей уверенности можно считать, что в этот период 70-75 % от общего объема потребления устройств СИНВ использовалось по "классическому" способу монтажа взрывной сети при ведении взрывных работ.
Увеличение объема применения устройств СИНВ и уменьшение доли устройств СИНВ-П в общем объеме поставок в 2002-2003 гг. обусловлено, в первую очередь, увеличением более чем в два раза количества горнодобывающих предприятий, внедривших у себя неэлектрическую систему инициирования СИНВ и принявших на начальном этапе, как было показано выше, "комбинированный" способ монтажа взрывной сети.
2. Выбор времени замедления
Одной из главных особенностей неэлектрических систем взрывания является наличие внутрискважинного замедления, которое позволяет без риска подбоя внутрискважинных волноводов производить взрывные работы с поверхностным межсква-жинным замедлением в 2-5 раз большим, чем при использовании обычных средств взрывания (ДШ + РП). Наиболее показательным для анализа применяемых замедлений является удель-
ное замедление - интервал времени между взрывом соседних скважин, расположенных в разных рядах, отнесенный к расстоянию между этими скважинами [3]. Величина удельного замедления характеризует общее время воздействия взрыва на массив и, как показывает практика применения устройств СИНВ, существенно влияет на качество дробления горной массы, а также на сейсмическое действие взрыва и действие ударной воздушной волны. По рекомендациям фирмы "Дино-Нобель" [1] при применении неэлектрической системы взрывания оптимальными являются значения удельного замедления от 10 до 30 мс на 1 м ЛСПП (в зависимости от крепости взрываемых пород).
Существующие номиналы замедлений устройств СИНВ - 0, 17, 25, 42, 67, 109, 176 мс, с учетом их возможных комбинаций, позволяют производить взрывные работы с самым широким спектром замедлений в зависимости от конкретных условий ведения взрывных работ.
Анализ реализации за период 1999-2000 гг. устройств СИНВ-П, используемых для создания межскважинного замедления по "классическому" способу монтажа взрывной сети, показал следующую картину: на первых этапах применения системы СИНВ использовались устройства СИНВ-П с номиналами замедлений от 20 до 60 мс, при этом удельное замедление составляло от 3 до 12 мс на 1 м ЛСПП, что примерно соответствовало удельному замедлению при использовании штатных средств инициирования (ДШ + РП).
Такие замедления не позволяли полностью реализовать преимущество неэлектрической системы инициирования. Объяснение этому достаточно простое - осторожность взрыв-персонала горных предприятий. Начиная с 2001 г., горные предприятия, применяющие СИНВ, стали изменять номина-лы применяемых устройств СИНВ-П в сторону их увеличе-ния (до 80-100 мс), доведя величину удельного замедления до 12-16 мс/м ЛСПП. Одновременно существенно улучши-лось качество дробления горной массы. В настоящее время использование устройств СИНВ-П с номиналами замедлений 67-109 мс характерно для угольных разрезов Кузбасса, ис-пользование устройств СИНВ-П с номиналами 42-67 мс - для карьеров рудных и нерудных материалов.
3. Экономические затраты при различных способах монтажа взрывной сети
Довольно часто на горных предприятиях, рассматривающих предложение по внедрению неэлектрической системы СИНВ, первоначально складывается мнение, что переход на новые средства взрывания приводит к увеличению прямых затрат на взрывные работы, тем самым увеличивая себестоимость кубического метра взорванной горной массы или тонны руды.
В таблице представлены элементы затрат на взрывание для трех способов взрывания: традиционного, с применением детонирующего шнура и пиротехнических реле замедления, "комбинированного" и "классического" способов взрывания с применением СИНВ.
Объемы и стоимость средств инициирования рассчитаны для блока с одними параметрами буровых работ. В таблице приведены действующие цены на продукцию.
Итоговые суммы по каждому способу взрывания показывают на снижение прямых затрат на средства взрывания при использовании неэлектрической системы инициирования СИНВ. Следует отметить, что стоимость шашек-детонаторов составляет 15 % от общей суммы затрат при способе монтажа с применением детонирующего шнура и РП и более 30 % от суммы затрат при использовании устройств СИНВ.
Таким образом, итоговые результаты, характеризующие неэлектрическую систему СИНВ как с экономической, так и технологической стороны, определяют в настоящее время эффективность ее применения.
4. Проектирование схем взрывной сети
Применение устройств СИНВ позволяет реализовать самые различные схемы взрывания. Вместе с тем, необходимо отметить, что при большом количестве взрываемых зарядов, сложной конфигурации взрываемого блока расчет параметров схемы взрывной сети становится затруднительным и требует достаточно много времени. Особенно актуален этот вопрос при проведении взрывных работ вблизи охраняемых объектов, когда количество одновременно взрываемых зарядов (или количество зарядов, взрываемых в пределах определенного временного интервала) ограничено. Время взрывания заряда является линейной комбинацией значений времени замедления элементов взрывной сети и может повторяться в зависимости от схемы монтажа взрывной сети и количества взрываемых зарядов.
Учитывая приведенные трудности, была разработана программа Shooter 1.0, предназначенная для проектирования взрывных се-
тей при применении неэлектрической системы взрывания. Программа разработана по техническому заданию ОАО "Нитро-Взрыв" А. Западней.
Программа Shooter 1.0 позволяет:
• создать схему расположения взрывных скважин. Координаты расположения взрывных скважин могут быть введены вручную ("мышью"), перенесены с плана расположения скважин сканированием или экспортированы с соответствующей маркшейдерской программы;
• создать схему взрывной сети. На этом этапе работы выбирается схема коммутации взрывных скважин, точка (или точки) инициирования взрывной сети, значения времени внутрискважин-ного замедления и замедления между скважинными зарядами;
• произвести расчет времени инициирования скважинных зарядов;
• произвести просмотр процесса инициирования взрывной сети и взрывных скважин в анимационном или покадровом режиме при различных интервалах замедления между кадрами;
• вывести на печать результаты.
В процессе работы с программой производится анализ и корректировка схемы коммутации и параметров элементов взрывной сети (изменение параметров для отдельных элементов цепи). Программа успешно применяется на ряде предприятий, например, ОАО "Разрез Талдинский".
Заключение
Пятилетний опыт применения неэлектрической системы взрывания СИНВ при ведении взрывных работ на открытых горных разработках показал ее эффективность. Так, на ряде предприятий на 10-15 % был снижен удельный расход ВВ без снижения качества дробления горной массы (разрезы ОАО "Южный Кузбасс").
На других предприятиях (Ирбинское рудоуправление, ЗАО "Разрез Черниговский") была увеличена сетка бурения, что снизило расход бурения также на 10-15 %.
В то же время есть и еще один подход к применению устройств СИНВ, применяющийся в основном на угольных разрезах ХК "Кузбассразрезуголь". На этих предприятиях не производят изменений сетки расположения зарядов и корректировки массы скважинных зарядов, а эффект от их применения выражается в
снижении выхода негабарита и повышении производительности экскаваторов.
Вместе с тем, эффективное применение устройств СИНВ при ведении взрывных работ на открытых горных работах требует решения следующих вопросов:
• подбор оптимальных времен замедлений между рядами скважинных зарядов в зависимости от горно-геологических условий и параметров бурения блока;
• создание новой методики расчета сейсмического воздействия взрыва и действия ударной воздушной волны при применении неэлектрической системы СИНВ на открытых горных работах.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. НОНЕЛЬ. Инструкция по использованию. 1998.
2. Неэлектрическая система инициирования СИНВ: Описание системы. 1999.
3. Опыт применения системы "Нонель" на руднике "Железный" ОАО "Ковдорский ГОК"// Горная промышленность №5, 1998.
4. Долгов Ю.В., Лихачев С.А., Турегельдиев В.Д.. Опыт применения системы взрывания СИНВ на разрезе "Черниговский"// Горный журнал №12, 2001.
— Коротко об авторах -------------------------------
Лихач ев С.А., Турегельдиев В.Д. - АО "Нитро-Взрыв", Новосибирск.
© И.П. Бибик, В.П. Ершов,
И.П. Бибик, В.П. Ершов
