Лукьянов В.Г., Комащенко В.И., Шмурыгин В.А. Взрывные работы

Подождите немного. Документ загружается.

241

Таблица 4.3

Номер

патрона

ЗП-Б ЭЗП-Б

Число вме-

щающих

отрезков ОШ

Внутренний

диаметр,

мм

Высота,

мм

1 ЗП-Б1 ЭЗП-Б1 1...7 16 50…60

2 ЗП-Б2 ЭЗП-Б2 8...12 24 –

3 ЗП-Б3 ЭЗП-Б3 13...19 30 70…80

4 ЗП-Б4 ЭЗП-Б4 20...27 35 80…90

5 ЗП-Б5 ЭЗП-Б5 28...32 43 90…100

Примечание. Из бюллетеня 17 ОИВ № 3/2002. С. 6–8.

4.5. Взрывание с помощью детонирующего шнура

Взрывание при помощи детонирующего шнура используют в том

случае, когда необходимо обеспечить одновременный взрыв серии за-

рядов ВВ, а также при производстве массовых взрывов на карьерах при

короткозамедленном взрывании.

Этот способ отличается от других тем, что заряды ВВ детонируют

непосредственно от детонирующего шнура без введения в них капсюля-

детонатора.

При взрывании зарядов патрон-боевик изготавливают из несколь-

ких патронов путём обводки их детонирующим шнуром. Конец ДШ, ко-

торый выходит из зарядной камеры (скважины), присоединяют к маги-

стральной линии ДШ. Длина отрезка ДШ, выходящего из скважины,

должна быть не более 1…1,5 м. После зарядки блока осуществляют

присоединение к магистральной линии ДШ. При монтаже сети нельзя

допускать изгибов, витков и скруток в шнуре.

Надёжность взрывания во многом зависит от правильного монта-

жа, раскладки и сращивания шнура. Рекомендуется применять следую-

щие виды соединений ДШ: «морской узел», «внакладку» и «внакрутку»

и др. (рис. 4.7) на длине l не менее 10 см. Шнуры соединяют изоляцион-

ной лентой, тесьмой, шпагатом или специальными соединителями.

Поскольку ответвление должно сохранять то же направление дето-

национной волны, что и в магистрали, то угол между ответвлением ДШ и

магистралью по направлению детонации не должен быть более 90°.

Инициирование сети ДШ осуществляется КД или ЭД, который плотно

привязывают к ДШ. При массовых взрывах применяют дублирование сетей

ДШ. Хорошую надёжность взрывания обеспечивают кольцевые схемы. Дан-

ный способ взрывания имеет как достоинства (минимальная опасность вы-

полнения заряжания, особенно ликвидации отказов и простота их выполне-

ния), так и недостатки (отсутствие контроля исправности сети перед взры-

вом, возможность подбоя ДШ и высокая его стоимость).

242

Рис. 4.7. Способы соединения детонирующего шнура:

а – внакладку; б – навивкой; в – простым узлом; г – морским узлом;

1 – капсюль-детонатор; 2 – магистральная линия детонирующего шнура;

3 – подсоединяемый отрезок

Детонирующий шнур предназначен для передачи и возбуждения де-

тонации ВВ на определённое расстояние. Скорость детонации ДШ состав-

ляет 8,5 км/с. Детонирующий шнур (ДШ) представляет собой шнур с серд-

цевиной из высокобризантного ВВ. Оболочка состоит из трёх нитяных или

хлопчатобумажных слоев – внутреннего, среднего и наружного. Средняя и

наружная оболочки покрыты водонепроницаемой мастикой.

Рис. 4.8. Детонирующий шнур:

1 – направляющие нити; 2 – взрывчатая сердцевина шнура;

3, 4, 5 – первая, вторая и третья спиральные оплетки;

6 – внешняя изолирующая оболочка

243

Сердцевина детонирующего шнура ДША (рис. 4.8) изготовляется

из тэна с направляющими нитями или без них и покрывается оплётками

из льняных и хлопчатобумажных ниток. Для повышения водоустойчи-

вости ДШ наружные поверхности шнура покрываются воском или озо-

керитом. Для внешнего отличия ДШ в наружные нити добавляют две

нити красного цвета.

Для взрывания в обводнённых условиях наружную часть ДШВ

покрывают полихлорвиниловой оболочкой красного цвета. Сердцевина

ДШ состоит из тэна, навеска которого составляет 12…13 г на 1 м шну-

ра. Для взрывания в обводнённых условиях применяется водоустойчи-

вый ДШ в полиэтиленовой оболочке (ДШЭ-12).

Шнур имеет хорошую изоляцию, обеспечивающую его водоус-

тойчивость на протяжении не менее чем 12-часового пребывания под

водой. Шнуры (диаметром 5…6 мм) выпускают отрезками по 50 м,

свернутыми в бухты и обёрнутыми бумагой.

Взрывание детонирующим шнуром применяется при массовых взры-

вах (рис. 4.9). Детонация в сети ДШ возбуждается капсюлем-детонатором

или электродетонатором.

Рис. 4.9. Параллельно-пучковая схема взрывной сети

из детонирующего шнура:

1 – электродетонаторы; 2 – пучок отрезков ДШ;

3 – отрезок ДШ; 4 – заряд ВВ; 5 – магистраль ДШ

В нефтяной промышленности применяют термостойкие детони-

рующие шнуры ДШТ-165, ДШТ-180 и ДШТ-200. При короткозамед-

ленном взрывании зарядов ДШ используют детонационные реле, кото-

рые служат для создания замедлений на магистральных линиях ДШ ме-

жду соседними сериями зарядов.

Пиротехническое детонационное реле КЗДШ-69 состоит из пласти-

ковой или бумажной трубки, в которую введены капсюль-детонатор и пи-

ротехнический замедлитель. Применяется для создания необходимых за-

244

медлений между взрываемыми зарядами при их инициировании детони-

рующим шнуром и имеет замедления 10; 20; 35; 50; 75 и 100 мс. Замедли-

тель включается в разрыв магистрали сети ДШ и передает детонацию

только в одном направлении; при монтаже направление стрелки на трубке

КЗДШ должно совпадать с направлением детонации сети.

Достоинства – простота выполнения работ при подготовке взрывной

цепи, безотказность, возможность взрывания неограниченного числа заря-

дов, минимальная опасность выполнения заряжания.

Недостатки – высокая себестоимость ДШ, невозможность кон-

троля исправности сети перед взрывом.

Детонирующий шнур разрешается резать только до введения его

в заряд или боевик.

Выпускаются следующие марки: ДША, ДШВ, ДШВ-В-М, ДШД-2Т,

ДШУ-33М, ДШЭ-6, ДШЭ-6-ВДТ, ДШЭ-12, ДП1Э-12Г, ДШЭ-30, ДШЭ-50.

Соединения ДШ между собой и с детонатором осуществляются внак-

ладку или способами, указанными в инструкции, находящейся в ящике с ДШ.

Соединения ДШ производятся на длине не менее 10 см; от конца ДШ до де-

тонатора должно быть не менее 15 см (рис. 4.7).

Для обеспечения безотказного взрывания детонирующим шнуром

необходимо соблюдать следующие условия: магистральные шнуры следует

прокладывать по прямой линии, а при поворотах тщательно закруглять их;

в одну точку магистрального шнура можно присоединять только по одно-

му ответвлению к заряду ВВ.

4.6. Неэлектрические системы взрывания

Неэлектрические системы взрывания включают в себя детони-

рующие шнуры (ДШ) с различным (от 1,5 до 100 г) содержанием

взрывчатого материала (ВМ) в погонном метре и неэлектрические сис-

темы взрывания на основе ударно-волновой трубки (УВТ), где в погон-

ном метре ~20 мг ВМ. Под системой здесь понимается комплект из

УВТ, детонатора с замедлением (36 серий – ступеней замедления, ана-

логичных электровзрыванию), элементов соединения и инициирования

процесса в УВТ. Систему с ДШ составляют пиротехнические реле (3-х

и более ступеней замедления), обеспечивающие порядную или посква-

жинную задержку взрывания.

В зарубежной практике буровзрывных работ (БВР) фирмы США,

Германии, Испании и др., производящие средства взрывания, рекомендуют

для применения с шашкой-детонатором ДШ с содержанием взрывчатых

веществ (ВВ) 8,5 г/м и более. Детонирующие шнуры с меньшими навеска-

ми (5 г/м; 3,2 г/м; 1,5 г/м) они предлагают использовать как магистральные

245

и скважинные в сочетании с короткими отрезками ударно-волновой трубки

и замедленным детонатором для инициирования шашки-детонатора.

Отсутствие российских низкоэнергетических систем взрывания

предопределило в своё время закупку системы «Нонель» шведской фир-

мы Дина-Нобель-детонатор (стоимость комплекта из соединителя, 40 м

УВТ и 3-х капсюлей-детонаторов (КД) с замедлением ~$12) для проведе-

ния промышленных испытаний, а впоследствии и практического её

взрывания. Основу её составляет УВТ и детонатор с замедлением, кото-

рые, в сочетании с монтажными блоками, применяются для монтажа по-

верхностной и внутрискважинной взрывной цепи. В литературе описаны

трудности и преимущества использования «Нонель» в практике Россий-

ских ГОКов перед взрыванием с применением ДШ и пиротехнических

реле. В обзоре приводятся сопоставимые стоимостные характеристики,

отмечается низкая надёжность отечественных средств взрывания и высо-

кая – системы «Нонель». Однако авторы публикаций не дают достовер-

ного анализа причин отказов при взрывании с ДШ в 1996–1997 гг., не ак-

центируют внимание на рекомендации поставщиков «Нонель» по необ-

ходимости дублирования поверхностной сети волноводов, а следова-

тельно, и на увеличении цены поставляемых комплектов «Нонель».

Говоря о необходимости дублирования сетей с ДШ, почему-то за-

бывают о возможности её кольцевания с применением двустороннего

пиротехнического реле, что существенно повышает надёжность взрыва-

ния ДШ одновременно снижая его стоимость. С другой стороны, анали-

зируя отказы при взрывании с «Нонель», замечают необходимость вы-

бора оптимальных интервалов между внутрискважинным и поверхност-

ным замедлениями, которые должны обеспечивать опережение более

чем на 50 м срабатывания поверхностной сети от взрываемых скважин.

Наверное, именно эти проблемы имеют место и при взрывании с ДШ, и

реле. Эти отказы устранимы при организации оптимального замедления

и качественном выполнении монтажа взрывной сети с ДШ.

Необходимо заметить, что качество ДШ и пиротехнических реле,

выпускаемых ФГУП НМЗ «Искра», гарантируется применением мето-

дов неразрушающего контроля выпускаемой продукции, позволяющих

измерение навески ВВ в ДШ с точностью до 0,2 г/м.

Существует мнение, что при данном взрывании возможно выгорание

ВВ от ДШ, тогда всает вопрос, как произвести инициирование ВВ даже

двойной ниткой ДШ-12, не взрывающиеся от КД-8, которые для этого тре-

буют взрыв тротиловой шашки весом 400…800 г. Возможно, имеет место

переуплотнение простейших ВВ и, следовательно, необходимо применение

более мощного боевика для нормальной работы заряда ВВ.

Проведённые нами эксперименты по инициированию патрониро-

ванного аммонита 6ЖВ, существенно превосходящего по чувствително-

246

сти промышленные ВВ типа угленит УП, показали, что шнур ДШМ-Э

6…7 г/м не возбуждает детонацию при расположении вдоль поверхно-

сти патрона для взрывания на открытой поверхности.

С другой стороны, экспериментальные оценки по затуханию

ударной волны в сыпучей порошковой среде плотностью ~1 г/см

от ци-

линдрического заряда диаметром ~3 мм показывают, что при прохож-

дении детонации от нити ДШМ-Э по оси заряда глубиной 10 м и более

возможно образование в насыпном ВМ внутренней газовой полости. За-

тухание волны в порошке даёт уплотнение в нём примерно на 30 %, что

значительно ниже предельного переуплотнения, при котором промыш-

ленное ВВ не детонирует. Донное инициирование, за счёт канального

эффекта, приведёт к образованию пересжатой детонации, обеспечи-

вающей более рациональное использование энергии взрыва.

Изготовление ДШ с меньшими навесками, вероятно, мало оправ-

дано, так как, принося дивиденды изготовителям, они потребуют до-

полнительных затрат потребителя, связанных с приобретением для ини-

циирования боевика дополнительных устройств взрывания, поскольку

инициирующего импульса от ДШ с меньшей навеской недостаточно для

надёжного возбуждения детонации в заряде-боевике. Поэтому экономи-

ческая эффективность их использования неочевидна.

Так, например, разработанная ГНПП «Краснознаменец» система

«УНСИ», содержащая оплетённое пластифицированное ВВ ~1,5 г/м, инте-

ресна с научной точки зрения, как исключающая боковое инициирование

даже чувствительных ВМ. Однако её применение в реальных условиях за-

труднено, когда ДШ подвергается значительным разрывным нагрузкам, осо-

бенно при вымывании ВМ в обводнённых скважинах, где из-за образования

микротрещин в ВВ, заполняемых водой, происходит прерывание детонации.

В настоящее время хорошо зарекомендовала себя система неэлектри-

ческого взрывания (СИНВ), производство которой освоено Новосибирским

механическим заводом «Искра». В её основу положена ударно-волновая

трубка, выпускаемая предприятием, и детонатор без инициирующего ВВ

(ИВВ) с замедлением, разработанный совместно с ГНПП «Краснознаме-

нец» при частичной финансовой поддержке ОАО «Нитро-Взрыв» Эта сис-

тема имеет все достоинства и недостатки своего аналога – шведской систе-

мы «Нонель». Её работоспособность при двукратном и более растяжении

исключает основной недостаток маломощных ДШ. Применение при изго-

товлении СИНВ систем неразрушающего контроля гарантирует её высокое

качество и надежность. Однако, в отличие от систем электровзрывания, по-

зволяющих, по крайней мере, контроль целостности и качества монтажа

взрывной сети по измерению сопротивления, контроль монтажа при не-

электрическом взрывании может быть осуществлён только визуально на

поверхности, а возможный обрыв в скважине или шпуре не определяется.

247

4.7. Электровзрывание

Применяемый в России набор электродетонаторов (ЭД) представ-

лен широкой гаммой устройств, отличающихся величиной гарантийно-

го тока срабатывания 1, 3, 5, >100 А, сериями замедления (до 36) в ин-

тервале 0…10 с, а также степенью предохранительности по воспламе-

нению метановоздушных газовых смесей. В настоящее время годовой

объём потребления ЭД при электровзрывании составляет в России

~30 млн. шт. В перспективе половина их и целиком огневое взрывание

могут быть вытеснены системой СИНВ, имеющей такие же степени за-

медления и являющаяся безопасной к наведённому электричеству и

блуждающим токам. Совершенствование электродетонаторов ведётся в

направлениях, связанных со снижением их чувствительности к механи-

ческим воздействиям, повышению точности срабатывания, снижению

себестоимости, повышению надёжности группового срабатывания.

4.8. Система взрывания с электронным замедлением

Применение электронных средств взрывания обеспечивает на по-

рядок более точные интервалы задержки взрыва, что позволяет дейст-

вительно управлять взрывом и его качеством, защищая электродетона-

тор от несанкционированного воздействия.

ФГУП НМЗ «Искра» и Новосибирским государственным универси-

тетом по техническому заданию АО «Южный Кузбасс» разработана

принципиальная схема детонатора с электронным замедлением, комплекс

программирующей, генерирующей и тестирующей аппаратуры. Проведе-

ны заводские лабораторные испытания изделий, показавшие реальность

изготовления электронного детонатора. В 2001 г. проведены контрольные

испытания. Электронный детонатор позволяет производить контроль

взрывной цепи, исправности исполнительных элементов, возможности

оперативной коррекции параметров взрыва, обладает индивидуальным

номером, позволяющим отследить его путь от изготовителя до потребите-

ля, что открывает широкую перспективу применения во взрывании.

4.9. Система лазерного инициирования

В настоящее время для инициирования перфорационных зарядов

при разведке и добыче нефти и газа используются электродетонаторы

типа ПГ, работающие при давлении 500 атм и температурах ~170 °С и

выше. В качестве инициаторов в таких детонаторах применяются азид

свинца, циркон, имеющие температуру воспламенения свыше 250 °С.

Высокая чувствительность азида свинца к статическому электричеству

и необходимость применения на длинных взрывных линиях мощных

248

источников тока предопределяют высокую опасность таких детонато-

ров, что неоднократно приводило к несчастным случаям при проведе-

нии прострелочных работ на газовых и нефтяных скважинах.

В начале 60-х годов прошлого века в связи с открытием и разработ-

кой систем когерентного (лазерного) излучения появились работы по

применению лазерного излучения для инициирования взрывчатых ве-

ществ. К настоящему времени такие системы разработаны и применяются

в военном деле и ракетно-космической технике. Параллельно развивается

применение лазерной техники в системах телекоммуникации и связи.

Институтом автоматики СОРАН по заданию ФГУП НМЗ «Искра»

проведены исследования и установлены возможности зажигания пиро-

технических составов с температурой вспышки 250 °С от источника ла-

зерного излучения мощностью ~1 Вт через световод диаметром

50 мкм на расстоянии ~1 км. Полученный результат свидетельствует о

реальности создания недорогих надёжных и безопасных систем лазер-

ного инициирования перфорационных зарядов.

Оценка стоимости такой системы взрывания, содержащая стацио-

нарные составляющие многократного применения:

1) генератор квантовых импульсов ($1 000 );

2) оптоволоконный кабель – 5 000 м (~ $4 000), срок работы которых

может превышать 10 000 включений.

Разовые компоненты системы:

1) соединитель оптических кабелей;

2) оптический кабель длиной – 20 м;

3) детонатор, инициируемый световым импульсом.

Таким образом, суммарно стоимость разовых компонентов не

превысит стоимости применяемых сегодня систем электрического

взрывания ~ $16. Существующие на сегодня тенденции возрастания цен

на металлические проводники и снижения стоимости световодов могут

привести к актуальности создания средств взрывания с лазерным ини-

циированием и для горнорудной промышленности.

Резюмируя вышеизложенное, отметим, что в настоящее время

отечественные производители средств взрывания создали и освоили

выпуск всей гаммы детонирующих шнуров и низкоэнергетических сис-

тем взрывания, а также систему защищённого электрического взрыва-

ния с высокоточным электронным замедлением, обеспечивающими на-

дёжное и качественное ведение взрывных работ и продолжают разра-

ботки в области создания перспективных средств взрывания для нефтя-

ной и газовой промышленности.

249

ГЛАВА 5

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАБОТЕ

С ВЗРЫВЧАТЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Выполнение взрывных работ регламентируется Едиными прави-

лами безопасности при взрывных работах.

Все горные предприятия, ведущие взрывные работы, обязаны

иметь: разрешение на право производства взрывных работ, приобрете-

ние, хранение и перевозку ВМ; проекты (паспорта) буровзрывных ра-

бот; склады для хранения ВМ; специально оборудованный транспорт

для перевозки ВМ; персонал для руководства взрывными работами;

персонал для производства взрывных работ.

Разрешение на право производства взрывных работ организация

или специализированное подрядное предприятие получают в органах

Ростехнадзора или горно-технической инспекции соответствующего

министерства на основании заявления. В заявлении указываются: назва-

ние предприятия, характер, методы и сроки проведения взрывных ра-

бот, сведения о руководителе взрывных работ, а также о складе ВМ.

Для приобретения ВМ предприятие подаёт заявление непосредст-

венно контролирующей его организации Госгортехнадзора, в котором

указывают следующее: количество и виды необходимого ВМ, характер

взрывных работ, описание склада для его хранения.

Предприятие получает через органы милиции разрешение на при-

обретение и перевозку ВМ на основании заявления руководителя орга-

низации и свидетельства на право приобретения, полученного от орга-

нов Ростехнадзора. При выдаче свидетельства учитываются расход ВМ,

вместимость склада и наличие разрешения на право его хранения.

На право хранения ВМ на территории склада организация получа-

ет разрешение милиции, предварительно направив с заявлением копии

акта комиссии о приёмке склада или сейфа.

Основная проектная документация на производство буровзрыв-

ных работ – паспорт или проект БВР.

Паспорт БВР – технологический документ, содержащий основные

сведения, необходимые для ведения буровзрывных работ. В паспорте бу-

ровзрывных работ при проведении выработок указывают следующие

данные: наименование выработки; схему расположения шпуров в забое;

250

площадь забоя; характеристику пород; тип ВВ и средства инициирова-

ния; способ взрывания и число серий замедления; расчётные показатели

взрыва – коэффициент использования шпура (КИШ); подвигание забоя за

один взрыв и объём отбитой горной массы; расход ВВ на 1 м выработки

и на 1 м

взорванной горной массы; характеристики шпуров и зарядов –

число шпуров и зарядов, глубину каждого шпура, угол наклона шпура к

плоскости забоя, массу каждого заряда, длину и материал забойки, оче-

рёдность взрывания шпуров; место укрытия взрывника и рабочих при

взрыве; время проветривания забоя, меры безопасности.

Проект БВР – комплект документации и материалов, представ-

ленных в виде расчётов, схем, графиков и пояснительной записки, кото-

рые включают в себя расчёты основных параметров, показателей БВР и

электровзрывной сети, мероприятия по организации работ, более де-

тальные требования по мерам безопасности.

Паспорт БВР составляют на проведение горно-разведочных выра-

боток, проводимых взрывами шпуровых зарядов, а также при дробле-

нии негабарита и разрабатывают на основании опытных данных.

Паспорта и проекты могут быть как разовые на каждый взрыв, так

и типовые при систематическом взрывании. Типовые паспорта и проек-

ты составляют для участков работ с постоянно повторяющимися усло-

виями, когда в течение длительного времени на данном территориаль-

ном объекте систематически выполняют однообразные буровзрывные

работы одними и теми же подразделением и персоналом.

Типовые паспорта и проекты корректируют для каждого взрыва

по фактическим данным. С изменением горнотехнических условий раз-

рабатывают новый паспорт, а проект корректируют.

Паспорт или проект составляет руководитель буровзрывных или

горных работ партии при участии геолога. Паспорт подписывают на-

чальники участка буровзрывных работ и службы вентиляции. Утвер-

ждает паспорт главный инженер (технический руководитель) экспеди-

ции (партии). Под расписку с ним знакомят инженерно-технических ра-

ботников участка и персонал, выполняющий буровзрывные работы.

5.1. Персонал для производства

и руководства взрывными работами

Персонал для взрывных работ можно условно разделить на лиц,

руководящих взрывными работами, и лиц, производящих взрывные ра-

боты, а также, связанные с хранением ВМ.

Руководство взрывными работами возлагается на специально вы-

деленное приказом лицо либо на технического руководителя предпри-