Взрывные работы

В угольных шахтах, опасных по газу разрешается применять при взрывных работах только предохранительные взрывчатые вещества (ПВВ). В настоящее время ПВВ еще не могут быть признаны абсолютно безопасными для ведения взрывных работ во взрывоопасносной атмосфере шахт. В результате торможения реакции ингибитором, который находится в составе ПВВ, удается обеспечить взрывопредупреждение МВС при взрывных работах.
Adva Capotal
Ингибиторная забойка шпуров

УДК 622.235

Кашуба О.И., Манжос Ю.В. (МакНИИ), Крутенко С.А. (Госпромгорнадзор)

Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (МакНИИ). 86108, г.Макеевка Донецкой обл., ул.Лихачева, 60.

ИНГИБИТОРНАЯ ЗАБОЙКА ШПУРОВ

В работе проведен анализ различных забоечных материалов, предназна­ченных для забойки шпуров при ведении взрывных работ в угольных шахтах. По­казано, что наиболее полно обеспечивают безопасность и эффективность взры­вания в шахтах опасных по газу и пыли пластичные ингибиторные забоечные ма­териалы.

забойка шпуровВедение взрывных работ сопряжено с определенными опасностями, из ко­торых наибольшую угрозу представляет опасность воспламенения метановоздуш­ной и пылевоздушной смесей. Такие воспламенения сопряжены как с материаль­ными потерями, так и с человеческими жертвами [1].

Обеспечение безопасности взрывных работ на угольных шахтах является сложной научно-технической задачей и осуществляется одновременно по несколь­ким направлениям как организационными, так и техническими мерами.

В последние годы на Украине проведена большая работа, направленная на повышение безопасности и эффективности взрывных работ [2] но, несмотря на это, они продолжают оставаться источником повышенной опасности и проблема повышения безопасности взрывных работ и защита от воспламенения метановоз­душной смеси высокотемпературными продуктами детонации, по-прежнему, оста­ется актуальной.

Одним из путей решения указанной проблемы и повышения безопасности взрывных работ является применение в шпуровом заряде специальных забоечных материалов, которые с одной стороны могли бы поглощать излишнюю энергию продуктов взрыва и тем самым способствовать быстрому их охлаждению. А с дру­гой стороны как можно дольше удерживать продукты взрыва в зарядной камере шпура, что позволит повысить коэффициент полезного действия взрыва и еще больше охладить продукты детонации ВВ до температуры, при которой воспламе­нение метановоздушных и пылевоздушных смесей не происходит.

По обеспечению безопасности работ, химическому взаимодействию с продуктами взрыва заряда ВВ и характеру сопротивления, препятствующему исте­чению из шпура газообразных продуктов детонации (запирающим свойствам), все используемые в настоящее время типы забойки можно условно разделить на сле­дующие группы, приведенные в таблице.

Основные характеристики забоечных материалов

№ пп

Тип забойки

Характеристика

Достоинства

Недостатки

1.

Забойка из пла­стичных мате­риалов (глиня­ная, песчано-глинистая и забойка из су­глинков)

Сопротивление выталкивающему действию продуктов детонации такая забойка оказывает за счет совместного действия инерции покоя массы забойки, сил трения и сил внутреннего сцепления забоечного материала

Дешевизна, до­ступность, простота использования

Не защищает призабойное пространство от взрывов газа и пыли при воздействии продуктов взрыва и горения заряда ВВ


2.

Забойка из искусственных ингибиторных пластичных материалов

Сопротивление выталкивающему действию продуктов детонации такая забойка оказывает за счет совместного действия инерции покоя массы забойки, сил трения и сил внутреннего сцепления забоечного материала

Доступность, простота использования, надежная защита призабойного пространства от взрывов и вспы-шек метана и пы­ли. Повышен-ная запирающая способность, повышение КИШ. Снижает выброс в выработки токси­чных веществ


Повышенная стоимость

3.

Забойка из сы­пучих матери­алов (песчаная и забойка из гранулированно­го доменного шлака)

Забойка оказывает сопротивле­ние продуктам детонации только за счет инерции своей массы и сил трения


Доступность, простота использования

Технологические неудобства при помещении забойки в шпуры, повышен­ное время подго­товки забоя к взры­ванию. Не защища­ет призабойное пространство от взрывов газа и пыли при воздействии продуктов взрыва и горения заряда ВВ


4.

Жидкостная забойка

Она имеет две разновидности: полную заливку шпуров водой и использование наполненных во­дой или растворами смачива­телей пластикатовых ампул. По сопротивлению, оказываемому продуктам детонации, забойка этого типа занимает промежу­точное положение между забой­ками из пластичных и жидких материалов

Дешевизна, до­ступность, простота использования, снижает вы­брос в вырабо­тки токсичных веществ

Жидкость мажет вытекать из шпуров и ампул после заря­жания, в этом слу­чае заряды остаю­тся практически без забойки, что кате­горически не допустимо. Необ­ходим дополни­тельный пыж из пластичного забое­чного материала


5.

Забойка шпуров пробками из твердых мате­риалов (дерева, пластмассы)

Удержание продуктов детонации в зарядной камере при такой забойке осуществляется в основном за счет расклинивания пробок в устьях шпуров. К этому типу забойки можно отнести так­же забойку из минеральной ваты


При испытаниях показали недо­статочную эффе­ктивность

6.

Забойка шпуров растворами быстротвердею­щих вяжущих веществ

Такая забойка оказывает сопротивление выталкивающему действию продуктов детонации главным образом за счет сил сцепления забоечного материала со стенками шпура, инерции по­коя массы забойки и частично за счет сил трения


Надежность запирания зарядной каме­ры шпура, повышение КИШ

Повышенная стои­мость Технологиче­ски сложно, требует больше времени для подготовки взрывания

7.

«Комбинирован­ная забойка»

Представляет собой цилиндр состоящий из двойной эласти­чной оболочки. Во внутреннюю оболочку вмонтирован запираю­щий клапан. Пространство ме­жду двойных оболочек заполнено гранулированным наполнителем (соль, ингибитор и т.д.). Через клапан в оболочку нагнетается вода под давлением, которая расклинивает забойку в шпуре

Надежность запирания зарядной каме­ры шпура, повышение КИШ

Повышенная стои­мость Технологиче­ски сложно, требует больше времени для подготовки взрывания


Из данных таблицы видно, что одним из наиболее приемлемых видов за­боечного материала при ведении взрывных работ в угольных шахтах опасных по газу и разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли является забойка из искусственных ингибиторных пластичных материалов.

Забойка из ингибиторного материала на основе порошка КСВ-30 [3] была разработана в 1998 году. Однако такая забойка не могла применяться самостоя­тельно так как она не обладала запирающими свойствами и при её применении необходим был дополнительный пыж из пластичного забоечного материала.

Ингибиторный пластичный забоечный материал удовлетворяющий требо­ваниям п.2. приведенной таблицы был разработан совместными усилиями научно-исследовательских институтов УкрНИИпроект и МакНИИ, при участии  Донецко­го казенного завода химических изделий и ООО «Ингибитор» [4].  По основным показателям, (ингибирующие свойства, способность поглощать токсичные газы взрыва, удельный вес забоечного материала, его запирающая эффективность и др.) разработанные составы значительно (как минимум в 1,5 раза) превосходят приме­няемые в настоящее время забоечные материалы.

Успешно проведены промышленные испытания нового забоечного материа­ла  на  угольных шахтах Луганской и Донецкой областей. Новый забоеч­ный материал сертифицирован и допущен к постоянному применению.

Применение пластичного ингибиторного забоечного материала позволяет значительно увеличить технико-экономические показатели ведения взрывных ра­бот. Расчеты экономического эффекта при проведении испытаний показали, что в самых различных горно-геологических условиях КИШ возрастал на 5–15%, что дает значительный экономический эффект.

В 2006 году общий объем применения пластичного ингибиторного забоеч­ного материала составил 365 тысяч штук ампул. (Только ш.Красноармейская-Западная ежемесячно приобретает до 20 тысяч шт.).

Заключение

Проведенные исследования показали, что вид забоечного материала играет важную роль в обеспечении безопасности и эффективности ведения взрывных ра­бот в угольных шахтах, опасных по газу и разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли. Одним из наиболее эффективных видов забоечного материала при проведении взрывных работ в указанных условиях является забойка из искус­ственных ингибиторных пластичных материалов. Исследования в создании новых забоечных материалов необходимо продолжить в направлении увеличения инги­биторной способности составов, увеличения запирающей способности и поглоще­ния токсичных газов взрыва.


Литература

  1. Бутуков А.Ю., Манжос Ю.В., Варварок С.Г. Состояние взрывных работ на угольных шахтах Украины и меры повышения их безопасности // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах / Сб. научных трудов МакНИИ.– Макеевка-Донбасс, 2000.– С.55-65.
  2. Песоцкий М.К., Калякин С.А., Расторгуев В.М., Белодед А.В. О создании новых высокопредохранительных ВВ для угольных шахт // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах / Сб. научных трудов МакНИИ.– Макеевка-Донбасс, 1996.– С.176-181.
  3. Составы порошковые взрывоподавляющие КСВ-30, КСВ-30М. Техниче­ские условия ТУ 6-18-1.0-87. 1987г. 14с.
  4. Сургай А.Н., Манжос Ю.В. Обеспечение безопасности взрывных работ в угольных шахтах // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах / Сб. научных трудов МакНИИ. – Ма­кеевка-Донбасс, 2004. – С.137-141.