Казимир Николаев
Главный горняк АО «Рудпром»

    Переход народного хозяйства на рельсы рыночной экономики обнаружил значительное отставание отечественной промышленности от современных требований.
    Не составляет исключения и один из основных процессов горного производства – взрывная подготовка скальной горной массы к дальнейшей переработке.
    В условиях рыночных отношений предприятия приобретают за рубежом современные высококачественные взрывчатые материалы, составляющие конкуренцию отечественным.
    На горных предприятиях Швеции, Канады, США и других стран широко применяются экономичные и безопасные бестарные суспензионные, эмульсионные и эмульсионные в смеси с АС-ДТ (аммиачная селитра – дизельное топливо) взрывчатые вещества, а также высокоэффективные средства инициирования скважинных зарядов, обеспечивающие полную безопасность их использования, снижение до минимума отказа при производстве взрывных работ.
    В связи с этим потребители резко повысили требования к качеству отечественных взрывчатых материалов.
    От качества разрушения руд и вскрышных скальных пород зависят затраты на последующие технологические процессы. Это прежде всего относится к рудам высокой и средней крепости.
    Удельный расход взрывчатых веществ за последние годы увеличился во всем мире. На железорудных карьерах он составляет 0,2 – 0,5 кг/т, а на отдельных предприятиях – до 0,8 кг/т. Такая же тенденция наблюдается и на горнодобывающих предприятиях России.
    За рубежом широко применяются простейшие и водоэмульсионные взрывчатые вещества. В США, например, на долю взрывчатых веществ, изготавливаемых на основе АС-ДТ, уже несколько лет назад приходилось 85 % от общего количества используемых, а на долю водоэмульсионных – 10 %. Доля потребления простейших взрывчатых веществ в Канаде составляет 50 %, в Японии – 60 %, в Германии – 50 %, во Франции – более 40 %. Простейшие и водоэмульсионные взрывчатые вещества изготавливаются, как правило, на месте их применения. Во многих странах до 75 % объема промышленных взрывчатых веществ, а в США почти 90 % изготавливают таким образом. В России эта цифра составляет 27 – 30 %, в том числе эмульсионных взрывчатых веществ – 1 – 1,5 %. На зарубежных карьерах сухие скважины заряжаются простейшими взрывчатыми веществами типа АС-ДТ, обводненные – водосодержащими эмульсионными. В России используются гранулированные тротилсодержащие взрывчатые вещества, затраты на производство которых в 2 – 3 раза выше.
    Доля обводненных скважин на предприятиях России составляет около 55 % и с углублением карьеров возрастает, что повышает требования к взрывчатым материалам. При этом все большую роль играют эмульсионные взрывчатые вещества, так как они имеют более высокую водоустойчивость. По данным зарубежных источников, применение эмульсионных взрывчатых веществ позволило увеличить выход горной массы с 1 пог. м скважины на 40 %, уменьшить в 6 раз транспортные расходы, снизить затраты на буровзрывные работы на 30 %. Широкое распространение за рубежом получили смеси эмульсии с АС-ДТ в различных комбинациях 40/60, 50/50, 60/40 и т. д. При использовании эмульсионных взрывчатых веществ в сравнении с гранулотолом выброс окислов азота и углерода уменьшается в 10 – 15 раз, благодаря более высокой плотности заряжания улучшается качество дробления пород при взрыве, решается проблема безопасности их транспортировки.
    В России эмульсионные взрывчатые вещества стали изготавливать несколько лет назад. В настоящее время они получили наибольшее применение для разрушения пород средней крепости. Повышение мощности взрывчатых материалов за счет добавок в виде дисперсного алюминия повышает их взрывоопасность и стоимость затрат на изготовление. Для соблюдения безопасности эмульсии и смесевые взрывчатые вещества («эмульсия + АС-ДТ») готовят, как правило, в смесительно-зарядных машинах. Смесь готовится в шнековом смесителе и подается в скважину насосом или просто заливкой в зависимости от ее консистенции.
    Появление эмульсионных взрывчатых веществ позволяет оптимизировать их рецептуру, варьировать состав и дозировку в зависимости от горногеологических условий при заряжании взрываемых блоков. Это позволяет использовать компьютерные программы как на стадии проектирования массовых взрывов, так и в момент заряжания скважин. За рубежом такие программы существуют и используются, отечественное производство взрывных работ в этом плане отстает. Необходимы соответствующие базы данных, совершенные смесительно-зарядные машины, оснащенные электронным оборудованием, более высококачественные водоэмульсионные взрывчатые вещества.
    Поскольку создание отечественных водостойких бестротиловых эмульсионных взрывчатых материалов, предназначенных для разрушения крепких пород, и соответствующей смесительно-зарядной техники отстает от зарубежных аналогов, ведущие горнодобывающие предприятия (АО «Лебединский ГОК», АО «Якуталмаз» и др.) приобретают технологии производства этих веществ и необходимое оборудование за рубежом.
    Сказанное выше позволяет сформулировать следующие выводы:
    1. Необходимо создавать отечественные бестарные эмульсионные взрывчатые вещества, изготавливаемые на месте потребления.
    2. Имеющиеся отечественные бестарные эмульсионные взрывчатые материалы отстают от мирового уровня. Основными причинами их недостаточной эффективности являются несоответствие компонентов требованиям по чистоте, несовершенство смесительно-зарядной техники.
    3. Использование горючих добавок в водосодержащих суспензионных и эмульсионных взрывчатых веществах повышает их взрывоопасность и стоимость.
    4. Медленно идет внедрение в производство отечественных смесевых взрывных материалов – «эмульсия + АС-ДТ».
    5. Не развивается такое направление, как компьютеризация проектирования и проведения взрывных работ.
    6. Импорт технологий производства эмульсионных взрывчатых веществ и смесительно-зарядной техники является стимулирующим фактором для отечественных изготовителей в ускоренной разработке конкурентоспособных аналогов.
    Наряду со взрывчатыми веществами ответственным звеном в системе производства взрыва является система инициирования скважинного заряда.
    В отечественной практике за последние 20 лет возросли масштабы взрывов при открытой разработке полезных ископаемых. Увеличение объема единичного массового взрыва при возросших требованиях к качеству дробления скальной массы сопровождается увеличением количества случаев отказавших взрывных скважин. В среднем количество отказов составляет 1,5 – 2,0 %.
    На отечественных карьерах применяется многорядное короткозамедленное взрывание. Это требует применения сложных схем взрывания и монтажа взрывной сети, повышается опасность возникновения отказов скважинных зарядов. Причиной отказов, как показала практика, является низкое качество средств инициирования: детонирующие шнуры имеют разброс скоростей детонации и пропуски ТЭНа в одной партии, а пиротехнические замедлители РП-8 – сверхнормативный разброс по времени срабатывания. Это приводит к отказам скважинных зарядов, ухудшению качества дробления скальной горной массы.
    По данным АО «Качканарский ГОК», из-за отклонений от номинала основных средств инициирования (в основном разброса времени замедления) происходит подбой диагоналей детонирующих шнуров, отказавшие заряды остаются в скважинах, ликвидация их чрезвычайно опасна и трудоемка. Так, в 1991 году количество отказов на трех карьерах АО «Качканарский ГОК» составило 4,7 % от общего количества взорванных скважин, в 1992 – 4,53 %, в 1993 – 2,6 %, в 1994 году – 1,92 %. Причиной снижения количества отказов является работа заводов-изготовителей над совершенствованием контроля за качеством выпускаемой продукции.
    Резкое снижение количества отказавших скважинных зарядов произошло в 1995 году, когда в качестве системы инициирования была применена закупленная в Швеции неэлектрическая система «Нонель». Из 8794 скважин, взорванных этой системой, отказало всего 6. В основном, как показали испытания, отказы произошли от неполной детонации промежуточного детонатора (шашек) в обводненной среде. Это было подтверждено и параллельными испытаниями этой системы на Ковдорском горно-обогатительном комбинате.
    Как показала практика, шашки отечественного производства не были приспособлены к размещению капсюля-детонатора системы «Нонель», и, кроме того, при длительном замачивании более 50 % шашек флегматизируются и не взрываются, а раскалываются. В настоящее время создана литая шашка ТГФ-500Э, которая соответствует всем требованиям неэлектрических систем взрывания типа «Нонель».
    Система «Нонель» разработана фирмой «Нитро-Нобель АБ» в 1973 году. Подобные системы были созданы также фирмами «Ай-Си-Ай», «Инсайн-Бикфорд», «Атлас Паудер» и др.
    Система «Нонель» представлена пластмассовыми трубками – волноводами с напылением вторичного взрывчатого вещества и капсюлями-детонаторами, снабженными замедлителями с интервалами замедления – 0; 17; 25 и 42 мс, используемыми для поверхностной взрывной сети и замедлителями по 400 – 500 мс для взрыва внутрискважинного заряда. Такое расположение замедлителей обеспечивает задержку взрыва скважинных зарядов относительно опережающего срабатывания поверхностной коммутационной сети, что практически исключает подбой волноводов соседних скважин и отказы системы.
    Применение системы «Нонель» побудило резко активизировать разработку отечественных аналогов безопасных неэлектрических систем инициирования взрыва скважинных зарядов. Эти работы были начаты в 1993 году. В 1995 – 1997 годах прошли предварительные испытания низкоэнергетические системы «Эдилин» и СИНВ на карьерах Лебединского, Качканарского, Оленегорского горно-обогатительных комбинатов и в угольных разрезах АО «Южкузбассуголь». Система СИНВ допущена Госгортехнадзором РФ к постоянному применению.
    К сожалению, Минэкономики РФ наложило запрет на импорт системы «Нонель», что вызвало негативную реакцию горнодобывающих предприятий, работающих с этой надежной и безопасной системой. При переходе на серийный выпуск изделий системы СИНВ заводом-изготовителем был допущен брак, в результате чего произошел массовый отказ на одном из рудников Якутии. Допуск системы СИНВ Госгортехнадзором РФ временно был аннулирован. Неправомерное решение Минэкономики РФ отменено.
    Вышесказанное позволяет заключить следующее.
    1. Внедрение низкоэнергетических неэлектрических систем инициирования позволяет:
    – исключить отказы скважинных зарядов;
    – снизить расход взрывчатых веществ, сейсмические воздействия и воздействия ударной воздушной волны, уменьшить выбросы в атмосферу пыли и ядовитых газов при взрывах и затраты на производство буровзрывных работ.
    2. Необходимо разработать систему автоматизированного контроля сборки сети инициирования.
    3. Следует ускорить доводку и ввод в серийное производство отечественных неэлектрических систем инициирования, не использующих первичные взрывчатые вещества (Эдилин, СИНВ и др.).
    Краткий анализ состояния ведения взрывных работ на горнодобывающих предприятиях России позволяет сделать вывод, что в настоящее время происходит техническая революция в области применения новых средств инициирования и взрывчатых веществ на отечественных горных разработках. Осуществляется замена традиционных средств инициирования и взрывчатых веществ на современные зарубежные, а отечественные аналоги находятся в стадии доработки.
    Переход на новые средства инициирования, по ориентировочным подсчетам, позволит Качканарскому, Костомукшскому, Оленегорскому, Лебединскому и Ковдорскому ГОКам получить экономический эффект в сумме 77 млрд. руб. в год (в ценах 1995 года) за счет снижения отказов скважинных зарядов, расходов взрывчатых материалов, лучшего дробления горной массы при взрыве, увеличения коэффициента использования карьерного оборудования.
    Стоимость эмульсионных взрывчатых веществ в 2 – 2,5 раза ниже используемых. Они имеют аналогичные или более высокие взрывчатые характеристики, более безопасны в обращении и экологичны.
    Учитывая это, специалисты Комитета по металлургии РФ, АО «Рудпром» при участии ведущих горнодобывающих предприятий подготовили основные требования к системам инициирования, эмульсионным взрывчатым веществам и материалам. Эти требования были переданы на заводы-изготовители.
    Для разработки целевой программы создана группа, включающая представителей горнодобывающих предприятий, исследовательских и экспертных организаций и заводов-изготовителей.
    Учитывая важность поставленной задачи, необходимо придать программе статус федеральной и предоставить на определенный срок налоговые льготы предприятиям, задействованным в программе.