Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ способов и технических средств пылеподавления при производстве массовых взрывов на карьерах
1.1. Обзор известных способов пылеподавления на карьерах.. iQ.
1.2. Анализ исследований в области распространения пыли при взрывных работах
1.3. Актуальность, цель и задачи исследований Г7.У..
Глава 2. Исследования процесса распространения пыли при взрывных работах .
2.1. Анализ сил действующих на пылевые частицы в газовом облаке
2.2. Исследование процесса перемещения пылевого облака, образованного при взрыве
2.3. Анализ факторов влияющих на формирование пылевого облака
2.4. Исследование процесса охлаждения пылевых частиц в облаке
2.5. Выводы 73
Глава 3. Разработка эффективного способа пылеподавления при производстве массовых взрывов на карьерах
3.1. Описание нового способа пылеподавления с реализацией процесса насыщения водой пылевого облака
3.2. Анализ влияния воды на параметры продуктов детонации в скважине
3.3. Технологические параметры разработанного способа пылеподавления 83
3.4. Выводы 9о
Глава 4. Производственные испытания способа пылеподавления при взрывных работах на карьерах
4.1. Методика испытаний способа пылеподавления при производстве массовых взрывов
4.2. Результаты производственных испытаний на железорудных карьерах
4.3. Технико-экономические показатели разработанного способа пылеподавления '. !У!..
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы
- Анализ исследований в области распространения пыли при взрывных работах
- Исследование процесса перемещения пылевого облака, образованного при взрыве
- Анализ влияния воды на параметры продуктов детонации в скважине
- Результаты производственных испытаний на железорудных карьерах
Введение к работе
Горнодобывающая промышленность в настоящее время характеризуется концентрацией всех горных работ и интенсификацией производственных процессов. На открытых горных работ это проявляется в наибольшей степени, сопровождаясь увеличением глубины разработки, усложнением процесса проветривания карьерного пространства, ухудшением условий труда по газовому и пылевому фактору.
В горнодобывающей промышленности прослеживается тенденция на развитие открытого способа разработки, являющемся наиболее экономичным и высокопроизводительным. За последние годы доля руд чёрных и цветных металлов, добытых на карьерах открытым способом, увеличилась. Ежегодно открытым способом в нашей стране перерабатывается несколько миллиардов кубических метров горных пород. Большая часть из действующих карьеров будет эксплуатироваться и за пределами 2005 года. При этом 50% горной массы будет добываться на карьерах глубиной более 300 м.
Однако открытый способ разработки достиг такого уровня развития, что стал оказывать очень серьёзное негативное воздействие на окружающую среду, вызывая ландшафтные изменения, способствуя загрязнению прилегающих территорий, воздушного и водного бассейнов. Это отрицательно влияет на природу и здоровье людей, создавая неудовлетворительную экологическую ситуацию в промышленных зонах региона.
Многочисленными исследованиями установлено, что в карьерах при высокой интенсивности и концентрации производства, с увеличением глубины горных работ происходит загрязнение вредными примесями их атмосферы, превышающее ПДК. Концентрация пыли на рабочих местах достигает 2,7-2,8 мг/м , оксида углерода - 13-24 мг/м , окислов азота 3,1-5,8 мг/м3 [4].
Значительное ухудшение экологической обстановки при ведении горных работах открытым способом привело к тому, что в конце 50-х -
начале 60-х годов начала интенсивно развиваться новая область горной науки - аэрология карьеров, основоположником которой является академик А.А.Скочинский. Большую роль в решении теоретических и практических вопросов проблемы оздоровления условий труда на открытых горных работах сыграли труды члена -корреспондента АН УССР Ф.А. Абрамова, докторов наук Н.З. Битколова, П.В. Бересневича, Л.Д.Вассериана, Г.В. Калабина, К.В.Кочнева, А.А. Кулешова, А.Н. Купина, В.А.Михайлова, B.C. Никитина, В.В. Силаева, В.Н.Сытенкова, К.З. Ушакова, С.С. Филатова, П.Ч.Чулакова, кандидатов наук Я.З.Бухмана, А.А. Вершинина, Ю.В.Гуля, И.И.Иванова, А.А.Козакова, В.П.Куликова, Н.В.Ненашева, Г.Ф. Нестеренко, А.И.Павлова, Г.А.Радченко, С.М.Рослякова, О.Г.Страшникова, П.Д.Шилова и многих других.
Современные требования экологии ставят необходимость не только в обеспечении нормальных санитарно - гигиенических условий труда непосредственно в карьере, но и в сокращении выбросов вредных примесей за его пределы для предотвращения загрязнения окружающей среды.
Несовершенство технологических процессов и оборудования, ухудшение условий естественного воздухообмена с ростом глубины карьеров, являются основными причинами загрязнения атмосферы карьера и прилегающей территорию. Основными источниками пылегазовыделения при этом являются: бурение; дробление и выброс породы взрывом; погрузочно-разгрузочные работы; транспортирование, отвалообразование и отстойников хвостохранилищ, вспомогательные технологические операции и оборудования, а также промышленных выбросов обогатительных и особенно агломерационных фабрик. Наибольшее число выбросов вредных примесей (пыли и газа) приходиться на долю буровзрывных работ около 3,5%, погрузочно-транспортные работы 40% и пыль осевшая на карьерных площадях [1].
Широко применяемые при разработке полезных ископаемых открытым способом для отбойки, разрушения и экскавации крепких горных пород
взрывные работы являются сильным источником воздействия горного производства на окружающую среду. Они сопровождаются сейсмическими и акустическими возмущениями вблизи карьеров, а также подъёмом больших масс пыли, которая оседает на территории окружающих жилых массивов и на сельскохозяйственных угодьях и полях, вызывая изменения состава почв. После взрыва пылегазовое облако распространяется по пространству карьера и, будучи вовлечённым в атмосферные потоки, рассеивается по поверхности земли. Визуально фиксированное время рассеивания облака превышает 30 мин, а высота подъёма достигает 1,6 км при дальности его распространения до 12-15 км [3].
Интенсивность пыле- и газообразования при ведении буровзрывных работ на карьерах зависит от многих причин, к которым, прежде всего, следует отнести условия взрывания (крепость горных пород и их обводнённость, время производства взрывных работ), тип используемого ВВ и забойки, способ бурения скважин, методы взрывания [2].
В нашей стране и за рубежом было уделено много внимания проблеме борьбы с пылью при производстве взрывных работ. Предложено большое количество способов пылеподавления. Однако в настоящее время при производстве взрывных работ известные способы практически не применяются из за своей технологической сложности и дороговизны. Следовательно, проблема борьбы с пылью после массовых взрывов остаётся актуальной и в настоящее время.
Диссертационная работа посвящена техническому решению этой актуальной проблемы - сокращению выбросов вредных примесей за пределы карьера.
Цель работы - установление закономерностей формирования и осаждения пылегазового облака для разработки эффективного способа осаждения пыли и нейтрализации вредных газов при производстве массовых взрывов на карьерах, применение которого снижает экологическую нагрузку на окружающую среду.
Основная идея работы заключается в использовании установленных закономерностей процессов насыщения пылевого облака парами воды, её конденсации на пылевых частицах, коагуляции для повышения эффективности осаждения пыли и нейтрализации вредных газов на карьерах.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
Установлена зависимость формирования и осаждения пылегазовых облаков при производстве взрывных работ на карьерах, новизна которой заключается в учете влияния на аэродинамическую силу восходящего потока, молекулярного веса и температуры продуктов детонации взрывчатых веществ (ВВ) с учетом содержания паров воды, позволяющей повысить эффективность нейтрализацию вредных газов и коагуляцию пылевых частиц.
Установлено влияние массы оболочки с водой, расположенной внутри заряда ВВ, на величину давления продуктов детонации в скважине. С увеличением диаметра оболочки с водой максимальное давление уменьшается, при этом на величину давления оказывают два фактора: с одной стороны, наличие оболочки с водой внутри заряда ВВ понижает температуру продуктов детонации, а с другой - возрастает составляющая парциального давления пара.
Впервые в условиях открытых горных работ установлено, что насыщение пылевого облака продуктами диссоциации водной суспензии известняка интенсифицирует процесс нейтрализации ядовитых газов, образующихся при взрыве.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
- использованием в аналитических моделях формирования и осаждения пылевых облаков фундаментальных физических законов термо- и аэродинамики, удовлетворительно согласующихся с результатами производственных экспериментов.
- соответствием теоретических зависимостей перемещения пылевых облаков с результатами обработки производственных экспериментов, позволивших установить зависимости интенсивности осаждения пыли и нейтрализации вредных газов в течение времени. Погрешность результатов обработки видеоматериала не превышает 5%, при надежности более 90%.
Научное значение работы. Установлены закономерности формирования и осаждения пылегазового облака с учетом влияния на него парогазовой смеси при разных типах ВВ.
Практическое значение работы. Обоснован и разработан эффективный способ пылеподавления, обеспечивающий осаждение пылевого облака и нейтрализацию вредных газов над местом массового взрыва.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный способ пылеподавления испытан на железорудных карьерах Оленегорского и Михайловского ГОКов, где подтверждена его высокая эффективность и целесообразность практического использования.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференции в Санкт-Петербурге, 2001 г, на симпозиуме "Неделя горняка" в МГГУ 2001, 2002 гг, на технических советах МГОКа 2000-2001 гг. Разработанный способ пылеподавления награждён дипломом и медалью Почёта 93-го Международного салона изобретений " Конкурс Лепин", Париж, Франция, 2002 г. Техническая разработка награждена дипломом III степени Российского агентства по патентам и товарным знакам, 2002 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 печатные работы, имеется один патент Российской Федерации.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав, введения, заключения, списка использованных источников из 56 наименований, 6 приложений, содержит 129 печатных страниц, 16 рисунков и 12 таблиц.
Автор выражает глубокую и искреннюю благодарность научному руководителю, проф. д.т.н. Г.Г. Каркашадзе, а также сотрудникам кафедры "Физика горных пород и процессов " Московского государственного горного университета: проф., д.т.н. С.А. Гончарову, проф., д.т.н. Гридину О.М., проф., д.т.н., Г.А. Янченко, доц., к.т.н. А.В. Дугарцыренову и др. за большую помощь при подготовке диссертации выражаю благодарность. Инженерно-техническим работникам ОАО "Михайловского ГОКа" начальнику БВК Олименко В.М., гл. инж. Мачулину Н.И., д.т.н. Мочалову В.И. и др., и ОАО "ОЛКОН" нач. БВР Сёмочкину B.C. за помощь при проведении промышленных экспериментов.
Анализ исследований в области распространения пыли при взрывных работах
Массовые взрывы в карьерах являются периодическим источником выделения пыли и ядовитых газов. Образующаяся при взрыве пыль выбрасывается в атмосферу и затем постепенно оседает на уступах, около карьерных площадях и в близлежащих населённых пунктах, являясь в дальнейшем интенсивным источником пылевыделения. Часть вредных газов (около 30%) остаётся в горной массе и затем выделяется в атмосферу, загрязняя район взорванного блока и прилегающие к нему участки.
Большой объём исследований по физическим процессам образования, выделения и оседания пыли при взрывах был выполнен в институте НИИрудвентиляция [31, 35, 6]. В работе [17] описана методика промышленных исследований процессов образования и выделения пыли. Перед взрывом на расстоянии 30-40 м от взорванного блока устанавливаются автоматические приборы, с помощью которых отбираются пылевые пробы. Синхронно с отбором проб происходит фотосъёмка пылегазового облака с двух точек, расположенных на перпендикулярных осях взрываемого блока.
Удельное количество пыли пуд(мг/м ), выделившейся при взрыве с пылегазовым облаком, определяется в виде отношения массы пыли к объёму взорванной горной массы: nyd=ncVJQr, (1.2.1) где пс— средняя концентрация пыли в облаке, мг/м3; V0 - объём пылегазового облака, м ; Qr - объём горной массы во взорванном блоке, м . Величина пс может быть определена из натурных замеров или определённым приближением найдена из выражениях [4]: »c=k6Qrgn-W6/V0, (1.2.2) где кб- безразмерный коэффициент, зависящий от количества взрываемого ВВ (кб=0,54 при 0 А 100 и кб =0,0001 А116 при 100 Л 250, где А- количество взрываемого ВВ в блоке, т); gn - количество пыли, приходящееся на 1 м3 горной массы, кг. Например, рассчитаем пуд в условиях МГОКа, при шарошечном обуривании блока (б=0,54(при А=16 т ), (2/-=66000 м ёп=Л& кг, =44000 1,08=473 10 V), для таких условий я =0,086 кг/м3. Это значение совпадает по порядку величин с экспериментальными данными П.В. Бересневича (0,027 + 0,17)кг/м3.
При исследовании оседания пыли [6] вокруг взрываемого блока в направлении предполагаемого движения пылегазового облака размещали металлические кюветы диаметром 100 мм и высотой 20 мм. Этот метод, по мнению В.Н.Лавренчика [24], является наиболее эффективным.
Основная масса пыли выбрасывается в атмосферу пылегазовыми облаками [35]. Условно выделяют два вида пылегазовых облаков: первичный, образующийся в результате выноса пыли из устья скважин истекающими газообразными продуктами взрыва, и вторичный, образующийся в результате дополнительного дробления при перемещении раздробленной породы и формирования развала.
Механизм пылеобразования при взрыве можно представить, используя существующие теоретические представления на физику процесса разрушения пород, следующим образом. При взрыве на контакте с ВВ - массив переизмельчается, приобретая гидродинамические свойства. Граница зоны переизмельчения определяется расстоянием, на котором напряжение на фронте волны сжатия станет меньше предела прочности при всестороннем сжатии. Под действием расширяющихся в момент взрыва продуктов детонации ВВ происходит выброс забойки и истечение газов из устья скважин. После значительного ослабления действия взрыва на стенки зарядной камеры в зоне, близкой к заряду, образуется волна растяжения, которая приводит к отрыву частиц измельчённой породы от стенок зарядной полости. Истекающие из устья скважины газы выбрасывают оторвавшиеся частицы породы в атмосферу, образуя пылегазовое облако. При этом значительная часть породы и буровой шлам увлекаются в направлении к устью скважины, образуя первичное пылегазовое облако.
Разрушенная взрывом порода под воздействием высокого давления, а впоследствии по инерции, перемещается в сторону обнажённой поверхности. В результате этого происходит дополнительное дробление и перемешивание кусков породы, которое сопровождается интенсивным их трением друг о друга и образованием вторичной пыли. При падении отбитой породы на подошву уступа значительная часть пыли, образовавшейся в процессе взрыва и при перемешивании горной массы, взмётывается в атмосферу, образуя вторичное пылегазовое облако. К второстепенным факторам выделения пыли можно отнести взмётывание пыли с поверхности уступов взрывной волной и осыпание породы с откосов уступов в результате мощных сейсмических колебаний, которые образуются при взрывах. Наблюдения показывают, что процесс формирования пылегазового облака идёт в течение 30-45 с после взрыва. В последующие 60-120 с интенсивно выпадают из облака наиболее крупные фракции пыли.
Исследование процесса перемещения пылевого облака, образованного при взрыве
При производстве горных работ на карьерах серьёзную экологическую проблему представляют выбросы пыли при массовых взрывах. Выносимая атмосферными потоками из карьера пыль распространяется на значительные расстояния, загрязняя окружающую территорию. Один из возможных путей пылеподавления, рассматриваемый в диссертационной работе, заключается в создании условий коагуляции пыли на стадии формирования пылевого облака, что позволяет осадить пыль непосредственно в зоне массового взрыва. При этом коагулянтом пыли могут располагаться в забойке, рядом с устьем скважины или между ними. Для правильного выбора режима коагуляции необходимо исследовать распределение фракций пыли на разных стадиях формирования и распространения пылевого облака, а также оценить расстояние горизонтального перемещения пыли в зависимости от геометрических параметров частиц и внешних условий. Главный источник мелкодисперсной пыли, составляющий основу пылевого облака, формируется в зоне переизмельчения горных пород вокруг скважины. Эта пыль выбрасывается из скважины газообразными продуктами детонации и составляет основу пылевого облака.
Вследствие того, что при вылете пыли из скважины происходит дезинтеграция частиц, процесс её перемещения можно рассматривать как движение каждой отдельности в воздушном потоке. Учитывая высокую скорость вылета частиц и турбулентность потока, принимаем квадратичную зависимость аэродинамического сопротивления от относительной скорости частицы [52]: F = 0,5-c-s-p-V2, (2.2.1) где с - коэффициент аэродинамического сопротивления (для шара с = 0,43 - 0,48, для неизометричных частиц с = 2,1 - 3,0); s -миделево сечение частицы, s = nd1 /4 ; d - средний диаметр частицы, м; р-плотность воздуха, кг/м3; V - скорость частицы, м/с.
Уравнение движения частицы вертикально вверх против силы тяжести имеет вид: - = -g -4-У2, (2.2.2) at где V - скорость частицы, м/с; t- время, с; g- ускорение свободного падения, g=9,8 м/с ; = —, рт - плотность частицы, кг/м . Ad рт Начальное условие соответствует вылету частичек из скважины со скоростью V0 в момент времени t = 0. Используя метод разделения переменных, с учётом указанного условия получим следующий интеграл: J—TV=-K (2-23) J 2 + Z-V2 nJ После интегрирования получим выражение для скорости движения частицы вверх, над взорванным массивом: V = М . (2.2.4) Длительность движения частицы до максимальной высоты определяется из условия равенства нулю скорости частицы ( = 0) при некотором значении tm: L- ==-arctg sjg(2.2.5) у g Максимальная высота подъёма частицы под действием силы инерции находится в результате интегрирования выражения (2.2.4):
На рис. (2.2.1) представлены результаты расчёта максимально возможной высоты подъёма частиц над взрываемым блоком. Установлено, что с увеличением размеров частиц возрастает и высота их подъёма над взорванным блоком, что справедливо на начальной стадии формирования пылевого облака. В то же время мелкие пылеватые частицы, вследствие большого аэродинамического сопротивления, поднимаются по инерции на высоту не более 5 м.
На рис. (2.2.2) представлены аналогичные расчёты высоты выброса частиц пыли из скважины при стартовой скорости вылета 30 м/с. По формуле (2.2.5) выполнен расчёт длительности перемещения до максимальной высоты в зависимости от диаметра частиц. Более крупные частицы перемещаются на большую высоту в течение более длительного времени. При этом длительность процесса выноса пыли из скважины не превышает 1,5с, таким образом, на начальной стадии процесса формирования пылевого облака имеет место фракционирование частиц пыли по высоте.
Анализ влияния воды на параметры продуктов детонации в скважине
Опираясь на полученную выше зависимость (2.3.11) для скорости вертикального перемещения пылегазового облака и анализируя данные табл.2.3.1 можно утверждать, что наибольшая подъемная сила, действующая на пылевое облако, реализуется при массовых взрывах с использованием ганулотола, а наименьшая - при использовании акватола М-15. Причем этот эффект имеет место при взрывании как сухих, так и обводненных скважин. Отметим, что данный вывод справедлив и без учета эффекта сжатия пылевого облака в результате конденсации воды, образующейся при взрыве. В то же время при взрыве акватола количество паров воды образуется намного больше, чем при взрыве гранулотола и эта вода оказывает дополнительное, положительное влияние на процесс пылеподавления.
Рассмотрим влияние фактора содержания воды, образующейся в продуктах детонации при взрыве на процесс пылеподавления. Следует полагать, что чем больше образуется воды, тем интенсивнее будет происходить выпадение пыли над местом массового взрыва. В данном случае, как отмечалось ранее, проявляется механизм конденсации воды, что приводит с одной стороны к смачиванию пыли, а с другой стороны немаловажен процесс понижения давления в месте конденсации воды, что приводит к сжатию пылевого облака внешним давлением, уменьшению его объема и интенсификации процесса коагуляции.
С этой точки зрения произведем качественную оценку эффективности процесса конденсации воды в расширившихся продуктах детонации к его объему, занимаемому после расширения в момент начала конденсации паров воды. Объем паров воды массой тх при температуре Т, давлении Р в соответствии с уравнением состояния газа составляет: V = -—. (2.3.20) Их Р Аналогично запишем величину объема, занимаемого газообразными продуктами детонации массой m в этих же термодинамических условиях: m R ML Р где //, и / 7 - молекулярный вес воды и средневзвешенный молекулярный вес продуктов детонации, г/моль.
Следовательно, отношение объемов составит: (2.3..22) Полученную формулу можно переписать в виде отношения количества молей воды (/и///,) к количеству молей газообразных продуктов детонации [ml/иъ). Воспользовавшись записью химических реакций при взрыве ВВ получены расчетные значение показателя относительного объемного содержания паров воды в продуктах детонации. К примеру, искомое значение для граммонита 79/21 составляет: V 23 9 — = = 0,553 Fs 7 + 23,9 + 12,2 + 0,1 Результаты расчетов в порядке возрастания показателя V1УЪ представлены в табл. 2.3.2. Таблица 2.3. NN п/п ТипВВ Отношение объема паров воды кобъему газообразных продуктовдетонации (до конденсации воды)v/vz 1. Гранулотол 0,333 2. Граммонит 30/70 0,506 3. Граммонит 79/21 0,553 4. Акватол 65/35 0,605 5. Гранэмит И-50 0,65 6. Акватол М-15 0,94
Как свидетельствуют данные табл.2.3.2 наименьшее содержание паров воды отмечается в гранулотоле, а наибольшее - в акватоле М-15. Следовательно, при взрыве акватола процесс конденсации воды в расширившихся продуктах детонации проявляется в большей степени. Поэтому при массовых взрывах акватола М-15 наблюдается существенно меньший радиус распространения пыли и более интенсивное осаждение в месте массового взрыва.
Оценим температуру газа в пылевом облаке. Продукты детонации расширяются и мгновенно переходят из термодинамического состояния с сильным сжатием в нормальное состояние с давлением, равным атмосферному давлению. На стадии разрушения породного массива, происходящего в короткий период времени, теплообменом с внешней средой можно пренебречь и поэтому этот процесс можно считать адиабатным. Оценим температуру газа Т2 в конце адиабатного процесса: Т =Т ґрЛ 1 к-1 (2.3.23) где Тх и Т2 - температура газа в начале и в конце адиабатического процесса расширения газа, К; Р, и Р2 - давление газа в начале и в конце процесса, Па; к - показатель адиабаты, составляющий для многоатомных газов к=1,33. Температура газа в момент взрыва ВВ: Q Ту=Т0+- - ,К (2.3.24) где QBB - теплота взрыва, Дж/кг; Cv - изохорная теплоемкость газа, Дж/кг К; Т0 -начальная температура ВВ, равная температуре окружающей среды, К.
Результаты производственных испытаний на железорудных карьерах
Производственные испытания ставили своей целью установить эффективность разработанного способа пылеподавления. Основная задача испытаний заключалась в оценке влияния воды, находящейся в верхней части заряда, на процесс осаждения пыли из пылегазового облака после взрыва.
Для решения поставленной задачи на железорудных карьерах Михайловского и Оленегорского ГОКов были проведены производственные эксперименты, в ходе которых было взорвано 8 экспериментальных блоков на карьере ОАО "Михайловского ГОКа" и 1 экспериментальный блок на Кировогорском руднике ОАО "ОЛКОН".
Производственные эксперименты проводились в соответствии с Программой - методикой апробации способа пылеподавления при массовых взрывах на карьере, утверждённой главным инженером ГОКа (приложение!).
На начальной стадии экспериментов было предусмотрено использование полиэтиленовых оболочек с водой объёмом 10 - 15 л, размещаемых в верхней части скважинного заряда ВВ. Оболочки заранее, на промышленной площадке карьера, заполнялись водой и затем автотранспортом доставлялись на взрываемый блок. Испытаны оболочки диаметром от 50 до 90 мм, длинной 1,5...2 м.
Размещение оболочек в скважины осуществлялось следующим образом. В соответствии с базовым проектом в скважине размещают средства взрывания и с помощью зарядной машины заполняют скважину ВВ. При проектной высоте заряда 10 м на высоте 8,5 м от забоя скважины устанавливали полиэтиленовые оболочки и затем досыпали оставшуюся часть ВВ - примерно 50-70 кг. Таким образом, уменьшения удельного расхода ВВ в экспериментах не предусматривалось.
При отработке данной технологической операции, несмотря на кажущуюся простоту реализации, были выявлены существенные недостатки. Имело место частое нарушение герметичности рукавов вследствие случайных повреждений и проколов. Этот недостаток особенно проявляется в случае, когда массовый взрыв происходит через 2-3 суток после размещения рукавов в скважинах. Так, например, часть воды вытекает из рукавов и не участвует в процессе пылеподавления. Что касается заполнения рукавов водой непосредственно на блоке, то это связано с высокой трудоёмкостью и снижает производительность заряжания скважин, а если, например, подготавливать рукава за пределами карьера, то возникают проблемы с доставкой рукавов автотранспортом, особенно в зимнее время. К тому же, приобретение горным предприятием большого количества полиэтиленовых рукавов - не простая организационная задача. В денежном эквиваленте на одну скважину требуется рукав на сумму 20-30 рублей, что составляет не более 0,4% от стоимости ВВ и средств взрывания в этой же скважине. Однако более существенные потери имеют место вследствие понижения производительности заряжания скважин взрывчатыми веществами.
Исходя из анализа отмеченных недостатков, нами был предложен более простой и экономичный вариант, основанный на использовании пластиковых ёмкостей - бутылок, бывших в употреблении. Емкости объёмом от 0,33 до 2,25 литров имеются в большом количестве в каждом населённом пункте и их сбор может быть организован в пунктах приёма посуды по приемлемой цене, например, 0,5 руб./шт. Использование пластиковых бутылок решает проблему доставки их на блок любым видом транспорта без опасений нарушения герметичности и в любое время года. В наших экспериментах заполнение бутылок водой осуществляли вручную, однако этот процесс может быть механизирован. На первоначальной стадии внедрения возможен также вариант приёма у населения бутылок, уже заполненных водой. Использование пластиковых бутылок для пылеподавления открывает ещё одну перспективную возможность повышения эффективности, а именно - частичное их заполнение химическими веществами - нейтрализаторами ядовитых газов, например, известняком, доломитом и др., что и было нами экспериментально продемонстрировано.
Кроме того, для экологии города немаловажен фактор утилизации пластиковых ёмкостей. Например, при взрыве одной тысячи отбойных скважин потребное количество бутылок ёмкостью 1,5 литра составляет 10 тысяч штук, которое изымаются из городских отходов и используются с экологической отдачей, предотвращая загрязнение окружающей среды.
Методикой эксперимента было предусмотрено деление взрываемого блока на две или три части, одна из которых - экспериментальная, а другие -контрольные, заряжаемые по базовой технологии.
Способ взрывных работ с пылеподавлением реализуется следующим образом. В процессе взрыва продукты детонации давлением порядка 10 Па сжимают оболочки с водой, переводя воду газообразное (парообразное) состояние. Пар совместно с продуктами детонации совершает работу по взрывному дроблению породного массива и после этого выбрасывается в свободное пространство над взрываемым блоком в зону формирования пылевого облака. Далее пар расширяется в атмосферном пространстве, вследствие чего происходит понижение его температуры и, последующая конденсация воды на частицах пыли. Утяжелённые водой и слипшиеся частички пыли осаждаются над местом взрыва.
