Введение к работе
Актуальность работы. Взрывные работы на горнодобывающих :дприятиях остаются до настоящего времени одним из наиболее урсоемких процессов производства.
Анализ показывает, что взрывчатые вещества (ВВ) заводского отовления в 3-4 раза дороже, чем ВВ, изготавливаемые на местах шенения. Поэтому отказ горнодобывающих предприятий от ^обретения столь дорогостоящей продукции и замена ее на более невые промышленные взрывчатые вещества (ПВВ) местного отовления могут обеспечить снижение издержек на производство іьівньгх работ, повысить их эффективность, а также исключить исимость добывающих предприятий от поставщиков ВВ.
В настоящее время предприятия недостаточно оснащены фективными технологиями и средствами изготовления ПВВ на местах
применения. Отставание в эффективных технологических и :нических решениях изготовления ПВВ на местах применения приводит тому, что их доля от общего количества ВВ, используемых на :чественных горнодобывающих предприятиях, до сих пор не превышает % (в развитых зарубежных странах, например, в США уровень толкования таких ВВ составляет более 80 %).
Известно, что ВВ со стабильными физико-химическими свойствами гут быть получены только при условии качественного смешивания ипонентов. Для решения этой задачи необходимы сокопроизводительные и безопасные технологические схемы ханизации взрывных работ, позволяющие приготавливать ПВВ шичного состава с заданными энергетическими характеристиками юсредственно на местах их применения.
4 В настоящее время наиболее распространены шнековая, конвейерная,
барабанная (автосмеситель) технологии дозировки и смешивания
компонентов ПВВ, а также смешивание компонентов в кипящем слое и
вибросмешивание.
Повышение КПД взрывного дробления, который продолжает оставаться в пределах 3-18 %, снижение трудоемкости буровзрывных работ, составляющей 20-60 % суммарной трудоемкости процессов открытых горных работ - важный резерв повышения эффективности буровзрывных работ. Поэтому актуальными являются исследования, направленные на повышение коэффициента полезного действия взрыва за счет применения простейших составов крупнодисперсных ПВВ с пониженной скоростью детонации, основанные на внедрении эффективных технологий приготовления ПВВ и на развитии технологических схем механизации взрывных работ.
Диссертационная работа основана на материалах и результатах исследований, выполненных автором в течение 1989-1997 гг. на горнодобывающих предприятиях Южно-Сибирского экономического региона: Сорском АО "Молибден", АО "Разрез "Изыхский", УК "Южный Кузбасс".
Цель работы заключается в развитии технологии изготовления v использования ПВВ на местах применения в карьерах, обеспечивающее повышение эффективности и безопасности взрывных работ.
Идея работы состоит в использовании силы тяжести прі изготовлении промышленных взрывчатых веществ регулируемоі мощности.
5 Научные положення, защищаемые в работе:
введение 3-8% тротила в аммиачно-селитренные ВВ позволяет на 15-
30% увеличить КПД взрывного дробления пород прочностью от 80 до 100
МПа при обеспечении оптимального качества подготовки горной массы;
применение калиброванных дозирующих устройств и двух поверхностей
рассеивания в гравитационном смесителе обеспечивает качество
смешивания твердых компонентов в соответствии с техническими
условиями приготовления ВВ.
Научная новизна работы состоит в следующем:
доказано, что использование сенсибилизирующего эффекта тротила в
аммиачно-селитренных ВВ увеличивает КПД взрыва в 1,15 - 1,3 раза в
породах прочностью от 80 до 100 МПа;
установлено, что кратковременное (5-6 с) интенсивное перемешивание
компонентов на двух уровнях смесителя гравитационного типа
обеспечивает качество состава ВВ в пределах допустимых значений: для
аммиачной селитры + 2,0%, для тротила + 1,5%, для топлива + 0,5%.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций,
юрмулированных в диссертации, подтверждается:
достаточной сходимостью расчетных значений технологических
параметров оборудования стационарных пунктов изготовления ПВВ с
фактическими параметрами оборудования внедренного на производстве;
представительным объемом экспериментальных исследований;
надежным подтверждением полученных зависимостей;
широким применением результатов исследований на практике.
Практическая ценность работы заключается в:
развитии технологических схем взрывной подготовки горных пород к выемке;
внедрении технологических схем механизации взрывных работ, сочетающих эксплуатационную надежность оборудования стационарного пункта изготовления (СПИ) ПВВ и безопасность выполняемых операций с высокой производительностью всего буровзрывного комплекса;
совершенствовании схем механизации взрывных работ, обеспечивающих снижение в 1,15-1,2 раза эксплуатационных затрат на подготовку горных пород к выемке;
разработке параметрического ряда конструкций гравитационного смесителя и стационарных пунктов изготовления ВВ различной производительности, обеспечивающих качественное смешивание компонентов.
Личный вклад автора состоит в:
развитии технологии изготовления промышленных ВВ с использованием
силы тяжести;
развитии существующих и формировании новых схем механизации
—взрывных-рабог-на-карьерах;
обосновании и разработке стационарных пунктов изготовления ПВВ, а
также конструкций гравитационных смесителей;
разработке рецептур ПВВ, изготавливаемых гравитационным способом.
Автор выражает глубокую благодарность коллективам инженерно-технических работников, персоналу взрывных участков предприятий АС "Молибден", АО "Разрез "Изыхский", УК "Южный Кузбасс", а также
7 специалистам ГосНИИ "Кристалл", Енисейского округа и Управления по
надзору в горнорудной промышленности Госгортехнадзора РФ за
сотрудничество и поддержку, оказанную в период выполнения
исследований и при подготовке данной работы.
Методы исследовании:
анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта ведения
взрывных работ;
моделирование конструкций при проведении лабораторных и
полигонных испытаний;
проведение экспериментальных работ при изучении равномерности
агрегации смесей;
промышленная проверка эффективности технологии на
горнодобывающих предприятиях;
применение математической статистики при исследовании качественных
характеристик составов ВВ.
Реализация результатов работы. За период 1991-1995 гг. построены введены в эксплуатацию три стационарных пункта изготовления ВВ авитационного типа. Объемы применения комбинированных зарядов с зличными энергетическими характеристиками в 1996 г. составили на зрезе "Изыхский" - 5 тыс. т, на руднике АО «Молибден» - 8 тыс. т, на зрезах УК "Южный Кузбасс" -19 тыс.т при годовом снижении затрат на рывные работы соответственно 9,6 ; 15,1 и 36,0 млрд. руб.
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее шожения докладывались на:
научно-технической конференции работников контролирующих органов, представителей научно-исследовательских, проектных организаций и горнодобывающих предприятий, г. Назарово, 1-3 апреля 1991 г.;
межгосударственной научно-технической конференции "Состояние и
перспективы развития научно-технического потенциала Южно-Уральского региона", г. Магнитогорск, 16-21 мая 1994 г.;
семинаре-совещании работников контролирующих органов горнодобывающих предприятий, научно-исследовательски? организаций, г. Сорск, 10 июня 1994 г.;
всероссийском совещании "Взрыв-96", г. Качканар, 24-27 апреля 1996г.;
межгосударственной научно-технической конференции "Проблемь развития металлургии Урала на рубеже XXI века", г. Магнитогорск, 14 17 мая 1996 г.;
международной конференции "Проблемы разработки месторождениі глубокими карьерами" (Мельниковские чтения), г. Челябинск, 10-Ь июня 1996 г.;
IV всероссийском совещании по взрывным работам "Взрыв - 97",
г. Междуреченск, 25-27 марта 1997 г.
Научных семинарах в НИИОГРе, г. Челябинск, 1990-1997 гг.
Публикации. По результатам выполненных исследовани опубликовано 10 работ.
Объем работы. Диссертация объемом 137 страниц машинописної текста состоит из четырех тлав, содержит-24-риеуноК;—12-табпиц, списі используемой литературы из 61 наименования и четыре приложения.