АО «ГосНИИ«Кристалл» - ведущая организация России в области разработки и освоения производства новых видов промышленных взрывчатых веществ для горных взрывных работ.

Со времени основания в 1953 году исследования новых взрывчатых веществ и технологических процессов их производства были одним из важнейших звеньев работы института. В 80-е годы ОАО «ГосНИИ«Кристалл» возглавил и развернул исследования по отечественным ЭВВ, которые пришли на замену гранулотолу и другим тротилсодержащим материалам.

В настоящее время в России по технологии АО «ГосНИИ «Кристалл» эксплуатируется четырнадцать промышленных производств ЭВВ, на которых производится более 250 000 т/год ЭВВ (около 15% всего объема потребления ПВВ в России). Запущено производство ЭВВ на Украине, Таджикистане и планируются к созданию производства ЭВВ в Казахстане и Вьетнаме.

Технология и установка получения ЭВВ получила золотую медаль ВДНХ (1989), дипломы международных выставок IV форума «Высокие технологии 21 века» (Россия, 2003) и г. Ганновер (Германия, 2005). Лауреат конкурса «100 лучших товаров России» (2006).

АО «ГосНИИ«Кристалл» предлагает к поставке:

Базовая технологическая линия включает оборудование для осуществления приема, подготовки и переработки исходных компонентов в полуфабрикаты и загрузки их в смесительно-зарядную машину (СЗМ).

Оборудование предлагаемой установки размещается в стационарном варианте. Получения игданита производится в шнековом смесителе. Дизельное топливо дозировано подаются в смеситель. Топливо - плунжерным насосом-дозатором распыляется в смесителе через форсунку, расположенную непосредственно после приемного бункера селитры аммиачной.

Модульная установка представляет собой комплекс технологических аппаратов, объединенных в технологическую линию. Оборудования модуля заключено в каркас стандартного 40 футового контейнера, что обеспечивает удобство транспортировки, быстроту монтажа и демонтажа, сохранность оборудования.

ВВЕДЕНИЕ

С исторических времён оружие и военное дело находятся на уровне современной им техники. От дубины древнего человека, отравленной стрелы дикаря, меча античного воина и через средневековый порох развитие средств войны приводит к современной армии, пользующейся бризантными взрывчатыми веществами, и, наконец, к боевым химическим веществам.

Со временем неиспользованные взрывчатые материалы начинают накапливаться. Тысячи тонн опаснейших веществ покрываются пылью на складах, грозя взорваться в любой момент…

Поэтому весьма актуальной стала проблема утилизации боеприпасов. Однако, уничтожение списанных боеприпасов расценивается как ущерб по крайней мере по двум причинам. Во-первых, результаты общественного труда различных слоёв общества (учёных, инженеров, рабочих, испытателей), материалы, зачастую достаточно ценные, затраченная электроэнергия – всё это представляет собой безвозвратные затраты и потери. Во-вторых, утилизация боеприпасов наносит неоценимый вред окружающей среде: загрязнению почвы, поверхностных и подземных вод, растительному и животному миру.

Поэтому простое уничтожение списанных боеприпасов нецелесообразно и нелепо. Гораздо рациональнее подходить к этой проблеме с позиции применения «ненужных» боеприпасов в качестве промышленных взрывчатых веществ. Это позволит не только уменьшить запасы устаревших боеприпасов, опасных для хранения и экологически вредных для уничтожения, но также и уменьшит экономические убытки – ресурсы, потраченные на их изготовление, будут использованы не зря.

В этой работе я попыталась раскрыть некоторые особенности этой весьма актуальной проблемы – проблемы превращения убийственно опасных веществ в весьма мирные, промышленно необходимые материалы.

1. ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Взрывчатыми веществами называются химические соединения или их смеси, склонные под влиянием внешнего воздействия к очень быстрому химическому превращению с выделением большого количества энергии и большого объема газов с высокой температурой. Сжатые газообразные продукты, мгновенно расширяясь, способны производить механическую работу по перемещению или разрушению окружающей среды и образовывать в окружающей среде ударные волны.

Взрывчатые вещества являются концентрированными источниками энергии, их широко применяют в военном деле и различных отраслях техники. В настоящее время ВВ широко используют в горной промышленности, при строительстве, на гидромелиоративных работах, в сельском хозяйстве, при борьбе с пожарами; они находят применение при резке, штамповке, сварке, упрочнении металлов взрывом и в других областях техники.

Число приготовленных и известных до настоящего времени ВВ исчисляется тысячами, и опытному химику всегда легко скомбинировать по своему желанию и в зависимости от целей всё новые и новые взрывчатые вещества. По своему внешнему виду они бывают самых разнообразных цветов и имеют самые разнообразные формы.

До настоящего времени ещё не удалось создать общей классификации ВВ. Их физические и химические свойства весьма сильно зависят от причин внутреннего и внешнего характера, что отражается на их систематизации. В большинстве случаев наиболее ценной до сих пор оказывалась практическая классификация, построенная на различии целей и возможностей применения взрывчатых веществ. По этой классификации ВВ можно разделить на две обширных основных группы: практически применяемые и безопасные в обращении ВВ и высокочувствительные, практически неприменяемые соединения, причём число последних значительно больше

Класс практически применяемых взрывчатых веществ в свою очередь делится на группы:

1.Промышленных (гражданских) взрывчатых веществ, в большинстве случаев применяемых в виде патронов при строительстве туннелей, в каменоломнях, в каменноугольных шахтах, в сельском и лесном хозяйстве.

2. Военных или боевых взрывчатых веществ, подвергаемых плавлению или прессованию или употребляемых в виде пластичных масс, служащих для снаряжения снарядов, бомб, мин, торпед.

Инициирующих взрывчатых веществ, употребляемых для изготовления капсюлей-воспламенителей, капсюлей-детонаторов и детонаторов (гремучая ртуть, азид свинца, смеси с хлоратом калия).

3.Метательных средств, куда относятся ружейные и орудийные пороха с замедленной, регулируемой скоростью горения, .изготовляемые путем желатинизации бризантных взрывчатых веществ.

Класс чувствительных, неприемлемых в обращении соединений включает огромное число сильно взрывчатых химических соединений; к числу их относятся все весьма многозначительные нестойкие вещества .

По физическому состоянию промышленные взрывчатые вещества (ПВВ) могут быть твёрдыми, пластичными (эластичными) и жидкими.

В настоящее время для взрывных работ главным образом используют ВВ в твердом (монолитном и сыпучем) и пластическом состояниях.

Монолитные твердые ВВ (примером могут служить заряды из литого или прессованного тротила) применяются на взрывных работах в сравнительно небольшом количестве. В большинстве случаев твердые ПВВ используются в виде порошков или гранул. Для удобства применения порошкообразные ВВ часто патронируют в бумажные гильзы, полимерные оболочки или в шланговые заряды, находящиеся в твердой оболочке.

Сыпучими твердыми ВВ являются индивидуальные бризантные ВВ (тротил, гексоген и др.) и механические смеси компонентов, вступающие между собой в реакцию при взрыве (смесевые ВВ).

К смесевым ВВ принадлежат наиболее типичные промышленные взрывчатые составы: аммониты, детониты, динамоны, алюмотолы и др. Смесевые ПВВ обычно имеют в своем составе вещество, богатое кислородом (селитра аммиачная, натриевая или кальциевая; хлораты и перхлораты), а также компоненты, сгорающие в процессе взрыва частично или полностью за счет кислорода перечисленных веществ.

Пластичные ПВВ. Обычно они бывают двух типов: состоящие из смеси твёрдых компонентов и с жидкой желатиновой массой или представляют собой полимерную матрицу, заполненную твёрдыми дисперсными наполнителями (композиционные пластичные ВВ)

Гелеобразные ВВ – это взрывчатые вещества, содержащие в качестве жидкого наполнителя и пластифицирующего материала водные гели.

Эмульсионные ВВ состоят в основном из высококонцентрированного раствора аммиачной селитры и жидкого нефтепродукта (дизельного топлива, индустриального масла, мазута и т.д.)

Жидкие ПВВ. По структуре и составу жидкие ПВВ можно разделить на две группы: смеси на основе жидких нитроалканов и на основе солей гидразина. .

2. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

2.1 Взрыво- и пожароопастность утилизации взрывчатых веществ

Боеприпасы после их изготовления на предприятиях промышленности и проведения различных испытаний закладываются на хранение на складах, базах и арсеналах. При этом назначается гарантийный срок хранения (ГСХ), в течение которого обеспечивается сохранность их технических характеристик и боевых свойств. В процессе хранения осуществляются контроль качественного состояния и регламентные работы, в том числе ремонт боеприпасов, связанный с удалением коррозии с металлических деталей корпусов, заменой смазки, а также ремонт деревянной укупорки и др.

Опыт хранения боеприпасов показывает, что их чувствительность к внешним воздействиям со временем повышается, что связано с изменением свойств взрывчатых веществ (ВВ), которыми снаряжены боеприпасы. Несмотря на лакокрасочные покрытия поверхностей корпусов, соприкасающихся с зарядом ВВ, с течением времени могут происходить взаимодействие ВВ с материалом корпуса боеприпасов и образование более чувствительных по сравнению с исходным ВВ соединений, что повышает опасность дальнейшего хранения боеприпасов.

Тротил при взаимодействии с щелочью образует очень чувствительное ВВ: на чувствительность тротила влияет аммиак (NН 3) в газообразном состоянии, поэтому снаряжение аммотолом боеприпасов заблаговременно нецелесообразно.

Азид свинца, взаимодействуя с медью, также образует очень чувствительное ВВ, поэтому медные оболочки для изготовления детонаторов с азидом свинца не применяют.

Недопустим непосредственный контакт азида свинца с гремучей ртутью, так как при этом происходит образование весьма чувствительного ВВ.

Существуют и другие сочетания, которые недопустимы при изготовлении и хранении боеприпасов. Чувствительность к внешним воздействиям во многом зависит от стойкости ВВ, которая, в свою очередь, зависит от его химической природы, наличия примесей и условий хранения.

Уменьшают стойкость ВВ продукты его разложения (N0, N0 2), кислоты и щелочи.

Изменение физико-химических свойств ВВ в процессе хранения может существенно повлиять на сроки хранения боеприпасов.

В процессе старения изделий в течение гарантийного срока хранения (ГСХ) происходят накопление продуктов распада, их взаимодействие с лакокрасочным покрытием (ЛКП) и конструкционным материалом. Глубина превращения зависит как от условий и времени хранения, так и от конструктивных особенностей изделий. Нарушение технологии производства ВВ, повышение в основном продукте примесей кислот и щелочей даже на доли процента могут существенно изменять характеристики снаряжения боеприпасов, повышать взрыво- пожароопасность при их длительном хранении.

Вместе с тем теория длительного хранения боеприпасов до сих пор в достаточной степени не разработана. Не установлена количественная связь между химической стойкостью ВВ и гарантийным сроком хранения боеприпасов. Поэтому на практике сроки хранения устанавливают эмпирически по результатам контрольных испытаний, в процессе которых определяются сохранность боеприпасов и их боевые свойства. Принятые в настоящее время сроки хранения, после которых боеприпасы подлежат списанию, во многом занижены, назначены с гарантированной осторожностью. Между тем некоторые боеприпасы, снаряженные тротилом и применявшиеся во второй, а иногда и в первой мировой войне, сохранили свои взрывчатые свойства, несмотря на коррозию, а иногда и разрушение корпуса. Об этом свидетельствует опыт сплошного разминирования территорий, на которых шли боевые действия или которые подвергались бомбардировкам и артобстрелу .

2.2 Хранение списанных взрывчатых веществ

После окончания гарантийного срока хранения боеприпасы подлежат списанию. Списанные боеприпасы переводятся в другие хранилища: запрещено хранить их совместно с исправными боеприпасами, срок хранения которых не истек.

Списанные боеприпасы требуют более тщательного контроля при дальнейшем хранении. Сроки контрольных испытаний сокращаются, повышается трудоемкость регламентных работ, необходимы более квалифицированные специалисты, поэтому затраты на хранение списанных боеприпасов возрастают. При этом сроки дальнейшего хранения становятся неопределенными. Если, например, списанная техника может храниться достаточно долго и практический ущерб от этого невелик, так как ценность представляет главным образом металлолом и затраты на его хранение малы, то боеприпасы нельзя оставить без надежной охраны, организованной противопожарной службы, системы контроля качественного состояния боеприпасов и т.д.

Таким образом, уменьшение запасов боеприпасов за счет списания их части, отслужившей гарантийные сроки хранения, не только не сокращает, а, наоборот, увеличивает затраты на хранение. Это относится как к отдельному складу боеприпасов, так и к системе их хранения в целом.

Предварительные оценки показывают, что затраты на хранение списанных боеприпасов могут увеличиться на 10 - 20 % по сравнению с затратами на хранение боеприпасов, у которых ГСХ не истек.

Максимальное сокращение сроков хранения списанных боеприпасов путем их утилизации может существенно уменьшить затраты и снизить взрывопожароопасность хранения .

Таким образом, все изложенные выше отрицательные аспекты содержания списанных боеприпасов свидетельствуют о том, что простое уничтожение списанных боеприпасов нецелесообразно, а в больших масштабах - недопустимо.

Поэтому в нашей стране и за рубежом основным направлением снижения запасов устаревших боеприпасов является их утилизация и, главным образом, расснаряжение боевых частей, особенно снаряженных большими массами ВВ.

3. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РАССНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ

3.1 Общие сведения

В настоящее время скопилось десятки тысяч вагонов боеприпасов, технически непригодных или запрещенных к боевому применению. Вооруженным силам не требуются огромные запасы боеприпасов, которые были накоплены в предыдущие годы. Поэтому весьма актуальной стала проблема утилизации боеприпасов.

Отечественными и зарубежными специализированными предприятиями уже накоплен положительный опыт промышленного применения взрывчатых материалов из утилизированных боеприпасов различного назначения (авиационных, артиллерийских, инженерных и др.)

Под методами расснаряжения боеприпасов понимают методы извлечения из них элементов взрывчатых веществ с последующей утилизацией как ВВ, так и элементов корпусов.

Технологии расснаряжения боеприпасов имеют определенную специфику, которую следует обязательно учитывать при проведении работ. Во-первых, в боеприпасах используются чувствительные к механическим и тепловым воздействиям вещества, представляющие собой значительную потенциальную взрывоопасность. Случайный взрыв одного снаряда в месте, где сосредоточены их значительные запасы, во многих случаях приводит к трагическим последствиям. Во-вторых, подлежащие утилизации боеприпасы, как правило, представляют собой неразъемную конструкцию, изначально не предполагаемую для демонтажа и, следовательно, для извлечения заполненных продуктов. В-третьих, необходима раздельная утилизация, например металлической составляющей боеприпаса, и значительной доли ВВ, порохов, твёрдых ракетных топлив и т.д.

3.2 Основные принципы утилизации ВВ

Как сложная техническая задача переработки взрывоопасных изделий длительного хранения, нередко с неизвестной историей эксплуатации, утилизация должна строиться на ряде основных принципов:

I. Процесс утилизации должен предусматривать переработку всех элементов изделий, включая боевые части, метательные заряды и двигатели, средства инициирования, системы управления, тару и т.д.

II. Безопасность ведения процессов утилизации.

Процесс утилизации в ряде случаев более опасен, чем процесс снаряжения, как по ряду объективных причин (большое разнообразие конструкций, сосредоточенных в одном производстве, разнообразные условия хранения и эксплуатации конкретных изделий, трудности разборки и извлечения ВВ и т.д.), так и в силу субъективных причин, вызванных меньшей изученностью процессов расснаряжения, малым производственным опытом отечественной промышленности по утилизации, организационными вопросами поставки боеприпасов на утилизацию и т.п.

Поэтому должен быть создан специальный комплекс методов (технологий и специализированного оборудования) в зависимости от типа ВВ, порохов и топлив, габаритно-весовых характеристик изделий и их конструкций, а также решены вопросы контролируемой поставки изделий на утилизацию, проектирования и эксплуатации производств, технологической дисциплины и подготовки кадров.

III. Процессы утилизации должны быть экологически чистыми.

При прямом сжигании на открытом воздухе или подрывах в окружающую среду попадает большое количество токсичных окислов, цианидов, солей тяжелых металлов, диоксинов. Происходит загрязнение воздуха, воды и почвы. Поэтому технологии утилизации должны исключить отравление окружающей среды.

IV. Применяемые процессы утилизации должны осуществляться с минимальными экономическими потерями, а при глубоких вторичных переделах получаемого сырья в местах утилизации они должны быть экономически выгодны, за исключением переработки отдельных классов и видов боеприпасов .

3.3 Технология расснаряжения боеприпасов

В большинстве случаев расснаряжение боеприпасов предполагает выполнение следующих типовых операций: удаление взрывателя, вскрытие корпуса для доступа к взрывчатому веществу, извлечение взрывчатого материала, последующая переработка элементов корпуса и ВВ.

Удаление и расснаряжение взрывателя также предполагают вскрытие корпуса, извлечение иницирующего ВВ, последующую утилизацию корпуса и взрывчатого вещества.

В настоящее время практически нет универсального способа расснаряжения боеприпасов. Это связано с большим разнообразием конструкций боеприпасов, взрывателей, а также широкой рецептурой штатных бризантных ВВ, используемых для целей снаряжения и отличающихся своими физико-химическими и механическими свойствами.

Удаление взрывателя из корпуса боеприпаса осуществляют: вывинчиванием его из корпуса средствами механизации или автоматизации; отделением встроенных взрывателей; применением кумулятивных зарядов, пиротехнических составов для термической резки; использованием ультразвуковых или гидродинамических резаков; обычной механической резкой на станках.

Вскрытие корпуса боеприпаса для осуществления доступа к взрыв; чатому веществу может осуществляться следующими средствами и способами:

Гидравлической резкой;

Взрывной резкой кумулятивными струями;

Прожиганием корпуса продуктами сгорания пиротехнических составов (термической резкой);

Разрушением корпуса в химически активной среде;

Механическим резанием (фрезерованием, сверлением) лезвием (резцом) на металлообрабатывающих станках;

Электрохимическим растворением (травлением);

Воздействием лазерного луча.

Извлечение взрывчатого материала из корпусов боеприпасов или их элементов может осуществляться следующими способами:

Выплавлением;

Вымыванием струей жидкости;

Выбиванием с помощью механических средств;

Импульсным способом (нагружением импульсом ударной волны);

Механическим вытачиванием;

Магнитодинамическим воздействием на корпус;

Растворением в химических средах;

Воздействием сверхнизких (криогенных) температур.

Технологический процесс извлечения взрывчатых веществ из каморы боеприпаса является наиболее опасным и сложным с точки зрения обеспечения специальным оборудованием и осуществления технологического процесса. Выбор способа извлечения ВВ из корпуса зависит от многих факторов, например, состава взрывчатого материала и его свойств, подготовки утилизируемого взрывчатого вещества к дальнейшей переработке, выполнения условий и требований по безопасности .

4. СПОСОБЫ И МЕТОДЫ РАССНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ И УТИЛИЗАЦИИ ВВ

4.1 Общие сведения утилизации

Практически все страны, производящие обычные боеприпасы, всегда сталкивались с проблемой их утилизации применительно к устаревшим и снятым с вооружения, а также непригодным к использованию по прямому назначению.

В военных руководящих документах рекомендуется взрывчатые вещества и средства взрывания, непригодные для взрывных работ (ВР), уничтожать взрыванием, сжиганием, потоплением в водах морей и океанов или растворением в воде. Для уничтожения ВВ путем возбуждения в них детонационной волны (взрыванием) выбирают территорию (полигон) достаточной площади, удовлетворяющей следующим основным требованиям:

Воздействие взрывов, проводящихся на полигоне, не должно превышать допустимых норм (как и при любом производственном процессе) на окружающие объекты;

При проведении работ необходимо гарантировать отсутствие на территории полигона людей, непосредственно не занятых в процессе уничтожения;

Расстояние от мест складирования ВВ до полигона должно обеспечивать как безопасность складских помещений, так и минимум транспортных операций.

При организации взрывных работ необходимо достигать максимальной степени реагирования ВВ (полной детонации зарядов) путем установки достаточного количества инициирующих устройств .

4.2 Основные методы расснаряжения боеприпасов

Под методами расснаряжения боеприпасов понимают методы извлечения из них элементов взрывчатых веществ с последующей утилизацией как ВВ, так и элементов корпусов. Все известные операции по извлечению ВВ из боеприпасов можно условно объединить в три группы.

1. Для удаления ВВ из боеприпасов, снаряженных тротилом и другими плавкими веществами на его основе, используют различные варианты контактного и неконтактного нагрева и плавления ВВ паром, расплавом парафина или тротила, горячей водой, индукционного способа нагревания корпуса боеприпаса и вымывание ВВ из корпуса боеприпаса струей воды высокого давления.

2. Крупногабаритные боеприпасы, снаряженные смесевыми плавкими ВВ, расенаряжаются различными способами вымывания высококипящи- ми инертными жидкостями, а также струей воды высокого давления.

3. Боеприпасы, снаряженные неплавкими ВВ типов А-1Х-1 (флег- матизированный гексоген) и А-1Х-2 (смесь флегматизированного гек- согена с 20% алюминиевой пудры) прессованием в корпус, расснаряжаются различными способами механического разрушения разрывного заряда, в том числе струей воды высокого давления.

Не вызывает принципиальных сложностей извлечение ВВ (разрывного заряда) из корпуса боеприпаса, снаряженного раздельно-шашечным способом на закрепителе с относительно низкой температурой плавления. При нагревании корпусов таких боеприпасов закрепляющее разрывной заряд вещество плавится и компактированное ВВ легко извлекается. Для утилизации боеприпасов тротилового снаряжения используют методы плавления ВВ при контактном и бесконтактном нагреваниях разрывного заряда .

4.3 Расснаряжение боеприпасов методом выплавки

Технология и оборудование расснаряжения головных частей боеприпасов типа реактивных глубинных бомб (РГБ), снаряженных смесевыми взрывчатыми веществами (ТНТ, гексоген), основан на нагревании корпусов до температуры плавления ВВ и его истечении через горловину корпуса.

Подготовленные к выплавке ВВ изделия устанавливают в кассеты по одному или группами, состоящими из нескольких штук. Кассеты с изделиями загружают в камеры установок выплавки, куда подается пар, обогревающий внешнюю поверхность изделия и оплавники. При движении камеры выплавки вниз обеспечивают соприкосновение среза заряда с оплавником, обогреваемым паром. Затем включают вибраторы на камере выплавки и оплавниках. При этом происходит плавление ВВ, которое в виде расплава вытекает через кольцевой зазор между оплавником и очком корпуса изделия. Расплав направляется в сборник-разбавитель. В сборнике-разбавителе извлеченный взрывчатый материал перемешивается с тротилом. Тротил предварительно плавится в плавителе, накапливается в копильнике, затем отмеренная в мернике 6 доза сливается в сборник-разбавитель, в котором происходит приготовление одной из специально разработанных рецептур промышленного ВВ.

Приготовленная в сборнике-разбавителе смесь сжатым воздухом передавливается в установку гранулирования.

Установка гранулирования состоит из кондиционера, диафрагменного насоса, диспергатора, ленточного кристаллизатора.

Установка работает следующим образом. Из кондиционера термостатированная и дополнительно перемешанная смесь диафрагменным насосом подается в диспергатор. Здесь из расплава формируются капли, которые распределяются на охлаждаемую ленту кристаллизатора. При движении на ленте капли кристаллизуются, образуя гранулы полусферической формы. Затвердевшие гранулы собираются в накопительном бункере, из которого выгружаются в транспортную тару или расфасовываются в мешки.

Все технологические аппараты модуля выплавки и установки гранулирования связаны обогреваемыми трубопроводами. Контактирующие с взрывчатым материалом части оборудования и продуктопроводы выполнены из нержавеющей стали. Управление работой установки осуществляется в местном или дистанционном автоматическом режиме с помощью электропневматической системы управления .

4.4 Рассняряжение боеприпасрв методом гидравлического вымывания

Вымывание ВВ струей воды высокого давления позволяет извлекать как плавкие, так и неплавкие композиции разрывных зарядов при расснаряжении боеприпасов, имеющих сложную внутреннюю конструкцию.

Так, для извлечения гексогенсодержащих и других штатных В В из корпусов артиллерийских боеприпасов среднего калибра (100-152 мм), подлежащих утилизации, применяют установки модульного типа для вымывания ВВ струей высокого давления, обеспечивающие безопасность и экологическую чистоту технологического процесса. Каждая установка работает совместно с блоком очистки технологической воды.

Модуль вымывания кабинный размещен в железобетонной кабине с защитным шиберным устройством специализированных снаряжательных заводов; при наличии аналогичных кабин модуль может применяться на базах и арсеналах хранения боеприпасов.

Модуль вымывания содержит П-образную раму с закрепленным на ней вверху механизмом вращения снарядов. В центре П-образной рамы установлена пара направляющих с тележкой, а внизу смонтирована емкость с двумя сопловыми головками. Сопловые головки закреплены на штангах, которые связаны гибким трубопроводом с гидростанцией и могут перемещаться в вертикальном направлении от пневматического привода.

Подача корпусов в кабину осуществляется тележкой, установленной на четырех катках и оснащенной приводом от телескопического пневмоцилиндра. Модуль имеет табло, предназначенное для наблюдения за процессом вымывания (за передвижением сопел), которое установлено на внешней стенке кабины.

Управление работой модуля осуществляется с дистанционного пульта пневматической системы управления.

Вода под давлением порядка 250 МПа по гибкому трубопроводу поступает в сопловые головки и через форсунки воздействуют на срез разрывного заряда, вымывая ВВ.

В нижней части модуля установлен сборник водной суспензии ВВ, представляющий собой емкость с разделительными сетками под различные фракции продукта. Сборник связан трубопроводом с пневмонасосом, который предназначен для перекачки суспензии «вода - ВВ» в блок очистки воды .

5. ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В УКРАИНЕ

Одной из составляющих проблемы национальной безопасности в Украине является загрузка складов боеприпасами с истекшим гарантийным сроком хранения. В настоящее время на базах и арсеналах МО Украины скопились тысячи тонн разнообразных боеприпасов, списанных или подлежащих списанию. К ним относятся авиабомбы, ракеты, масса ВВ в которых достигает сотен и даже тысяч килограммов, а также артиллерийские снаряди, инженерные мины и заряды с массой ВВ до нескольких килограммов (обычно не более 10 кг).

На складах и базах ограниченные емкости хранилищ не позволяли придерживаться необходимых условий хранения, поэтому допускалось, например, боеприпасы держать на открытых площадках в штабелях под навесом или брезентом. Такое временное хранение часто оставалось постоянным. Прибывающие очередные партии боеприпасов переполняли территории складов. Для строительства новых хранилищ с соблюдением безопасных расстояний требовались новые площади и территории, а строительство заглубленных или подземных хранилищ боеприпасов связано с большими материальными затратами, поэтому хранилища строились недостаточными темпами. В этих условиях на открытые площадки для дальнейшего хранения перевозились боеприпасы с истекшими сроками хранения и, следовательно, с повышенной взрыво- и пожароопасностью. Участились взрывы и пожары на складах боеприпасов. Создалась проблема, решить которую можно было только путем сокращения запасов боеприпасов. Новая оборонительная доктрина, сокращение Вооруженных сил, и в т.ч. обычных вооружений, также привели к необходимости сокращения запасов боеприпасов. Этому способствовало и моральное старение боеприпасов.

Донецкий казенный завод химических изделий является одним из некоторых предприятий Украины, которые осуществляют непосредственно расснаряжение артиллерийских снарядов и мин, противотанковых мин, авиабомб и боевых частей ракет. На ДКЗХВ созданы и введены в эксплуатацию такие мощности по утилизации боеприпасов: выплавка тротиловых артиллерийских снарядов средних калибров методом контактной выплавки горячей водой; выплавка тротиловых артиллерийских снарядов средних калибров методом неконтактной выплавки паром; выплавки артиллерийских снарядов, снаряженных раздельно-шашечным методом; утилизация противотанковых тротиловых мин путем разрезания корпуса с последующим дроблением продукта; утилизация гексогенсодержащих осколочно-фугасных артиллерийских снарядов калибра 122-152 мм методом распиливания; расснаряжение кумулятивных снарядов калибра 100-125 мм путем разборки с последующим подплавлением мастики и извлечением продукта А-ІХ-1; поток утилизации противопехотных мин; поток разборки на составные элементы снарядов с готовыми поражающими элементами; поток утилизации головных частей реактивных снарядов калибров 160-240 мм, методом бесконтактной выплавки .

В последние годы проблема хранения, переработки и утилизации боеприпасов на складах Украины становиться всё актуальнее.

По ряду причин Украина после распада СССР превратилась в огромный арсенал. Боеприпасы остались в наследство от Первой и Второй мировых войн и послевоенной гонки вооружений. Сейчас на складах хранится 2,5 млн. тыс. тонн боеприпасов, из которых 340 тыс. тонн нуждаются в срочной утилизации. Через 2,5 года количество таких боеприпасов возрастет до 500 тыс. тон. Боеприпасы с истёкшим сроком хранения представляют постоянную угрозу несанкционированных взрывов и пожаров, что может приводить к катастрофическим последствиям, сопряженным с гибелью людей и невосполнимым ущербом природе .

Процесс утилизации взрывчатых веществ весьма сложен и опасен. Опасность заложена в виду ряда причин. В ходе процесса утилизации происходи т масса необходимых дополнительных операций, при которых ВВ подвергается механическому и тепловому воздействию. Опасность возрастает также из-за того, что этому воздействию подвергаются "состарившиеся" ВВ (которые находились в изделиях и имеют в своем составе продукты разложения и, возможно, продукты их взаимодействия с корпусом изделия). Необходимо отметить, что на утилизацию наиболее часто поступают боеприпасы, которые находились в служебном обращении - ржавые, имеющие повреждения и дефекты корпуса.

К тому же, применяемые в настоящее время способы утилизации далеко не идеальны и получаемые ПВВ не в полной мере удовлетворяют всем предъявленным к ним требованиям. Именно поэтому изыскание новых, более эффективных методов утилизации и использования «ненужных» взрывчатых веществ является важной задачей специалистов, работающих в данной области.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Генералов М.Б. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ: Учебное пособие для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 397с.

2. Штетбахер А. Пороха и взрывчатые вещества – М.:ОНТИ, 1936 – 585 с.

3. Под общей ред. Щукина Ю.Г. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1988. – 319с.

4. Мацеевич Б.В. Номенклатура и характеристика промышленных взрывчатых материалов. – М.:Наука, 1986. – 80сю

5. Кутняшенко И.В., Бован Д.В. Перспективы и проблемы утилизации взрывчатых веществ на предприятиях Украины: сборник научных трудов ДонНТУ серия «Химия и химическая технология», 1995-2005., 110с.

Для погрузочно-разгрузочных работ в вагонах и внутрискладских помещениях отечественная промышленность выпускает меха­нические самоходные погрузчики.

Аккумуляторный погрузчик 4004 (рис. 26) грузоподъемностью 0,75 т выпускается серийно. Основные узлы погрузчика: корпус, передний ведущий мост, управляемый мост, грузоподъемный меха­низм, гидравлическая система механизма подъема и наклона теле­скопической рамы, рулевое управление, тормозная система, акку­муляторная батарея, электродвигатель движения и механизмы управления.

Передняя часть корпуса жестко крепится к ведущему мосту, а задняя часть опирается на задний управляемый мост через две рессоры. У заднего моста имеется съемный металлический ящик, в котором размещается аккумуляторная батарея 26ТЖН-300В с номинальным напряжением 30 В, питающая электродвигатель движения, насос, освещение и звуковой сигнал.

На погрузчиках 4004 применяются электродвигатели постоян­ного тока с обмотками постоянного возбуждения: для привода ходового механизма ДК-908Б и для привода грузоподъемника ДК-907А.

Колеса погрузчика снабжены массивными резиновыми шинами, обеспечивающими легкость его передвижения по полу с ровным и твердым покрытием.

В передней части кузова погрузчика располагается телескопи­ческая рама, состоящая из двух рам - неподвижной (наружной) и подвижной (внутренней). Неподвижная рама крепится шарнирно к кронштейнам корпуса над ведущими колесами. С внутрен­ней стороны неподвижной рамы вмонтирована подвижная рама,

Рис. 27. Работа вилок электропогрузчика

внутри которой имеются направляющие для каретки. Перемеще­ние каретки по направляющим внутри подвижной рамы, а внут­ренней рамы по направляющим наружной осуществляется с по­мощью специальных катков.

Каретка грузоподъемника предназначена для установки ви­лочного захвата или другого захватного приспособления, необхо­димых для выполнения пс^рузочно-разгрузочных работ. Подъем каретки выполняется с помощью гидравлического цилиндра и пластинчатых цепей, смонтированных на телескопической раме.

Включение и остановка погрузчика, а также переключение скоростей и перемены направления движения осуществляются с помощью контроллера КВ-28А и контактов.

Из приведенной технической характеристики видно, что по­грузчики 4004 достаточно маневренны, чтобы выполнять погрузочно-разгрузочные работы в вагонах и на автомобилях. С помощью электропогрузчиков 4004 можно выполнять почти полную погрузку и выгрузку ВВ из вагонов (3 - 7% ВМ необходимо разгружать или догружать вручную).

Для повышения маневренности электропогрузчиков 4004 необходимо, чтобы вилки их поворачивались в горизонтальной плоскоти (рис. 27). К грузовой каретке вилки укреплены шарнирно с таким расчетом, чтобы они поворачивались с помощью гидроцилиндров на 30-35° от продольной оси электропогрузчика в обе стороны. Это позволяет полностью механизировать все операции, снизанные с погрузкой ВМ в вагоны и выгрузки из них.

Механизация погрузочно-разгрузочных работ с помощью элек­тропогрузчиков 4004 в значительной степени зависит от совершен­ствования методов погрузки и выгрузки ВВ, а также от квалифи­кации механизаторов.

Электропогрузчики серии 612 и 614 предназначены для транс­портных работ на твердом и ровном дорожном покрытии во нзрывоопасных помещениях и наружных установках всех классов, в которых может оказаться взрывоопасная концентрация газов или паров с воздухом, относящихся к 1, 2 или 3 категориям и группам воспламеняемости А, Б и Г при относительной влажности окружающей среды не выше 80 % и температуре от -20° до +40 °С.

СМЕСИТЕЛЬНО-ЗАРЯДНАЯ ТЕХНИКА И МЕХАНИЗАЦИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Машины дли зарядки скважин простейшими взрывчатыми веществами серии МСЗ

Смесительно-зарядные машины серии МСЗ п редназначены для:

Транспортирования исходных компонентов (аммиачной селитры и дизельного топлива), приготовления взрывчатого вещества «Игданит» или Гранулит ПС-2 и заряжания скважин;

Заряжания скважин ВВ заводского приготовления, допущенными к применению Гоегортехнадзором России для механизированного заряжания.

Область их применения - зарядка сухих, или осушенных скважин в карьерах и на открытых горных разработках, для районов с температурой эксплуатации -45 - +45° С.

Несмотря на то, что машины этого класса эксплуатируются уже более 25лет, использование их является актуальным и до настоящего времени, учитывая их простоту конструкции, неприхотливость в эксплуатации и обслуживании.

Оснащение современными элементами гидропривода как отечественного, так и импортного производства (высокомоментными гидромоторами, гидрораспределителями с дискретным или пропорциональным регулированием, фильтрами тонкой очистки, тонкостью фильтрации до 10 мкн) позволяет снизить потребляемую мощность и увеличить ресурс двигателя внутреннего сгорания и коробки передач на 10%.

С момента выпуска первых машин изменились и требования безопасности к устройству и безопасной эксплуатации зарядных машин отражённые в требованиях:

Европейского соглашения о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ);

-«Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом»;

-«Правилами перевозки опасных грузов автомобильным транспортом»;

-«Правилами устройства зарядного, доставочного и смесительного оборудования, предназначенного для механизации взрывных работ» (ПБ 13-564-03);

-«Правилами безопасности при перевозке взрывчатых материалов автомобильным транспортом»;

-«Едиными правилами безопасности при взрывных работах»;

-«Правилами дорожного движения».

ОАО «Гормаш» выпускает машины серии МСЗ в течении более 5 лет и за этот период освоило весь модельный ряд на базе автомобилей отечественных и ближнего зарубежья для дорог общего пользования, и на базе карьерного автосамосвала БелАЗ, отвечающим всем вышеуказанным требованиям безопасности. Номенклатура выпускаемых смесительно-зарядных машин представлена в таблице 1.

Таблица - Технические харакгеристики выпускаемых машин серий МСЗ.

Наименование серий	Базовое шасси	Грузоподъёмность по компонентам	Производитель­ность по ВВ, кг/мин.	Точность дозировки	Полная масса, не более, т.	Габариты, мм	Колёсная формула
	l
	КрАЗ-6322 КрАЗ-63221
	БелАЗ-7540А, БелАЗ-7540В и другие г/п 30т.

оснащения дополнительными опциями:

Дополнительное навесное оборудование для ввода энергодобавок и по: вышения энергии взрыва;

Подогрев масла в гидросистеме в зимний период;

Антиблокировочная система тормозов (АБС);

Комплект оборудования для автономной системы пожаротушения;

-установка программируемого контроллера с адаптированной гидросистемой фирмы « S 1 MENS »;

Дополнительное оборудование для осушения скважин;

Оснащение спец. спидометром с датчиком, позволяющим ограничивать скорость движения автомобиля;

Дополнительный выносной пульт управления.

Рисунок 2 - Машина смесительно-зарядная МСЗ-В (на шасси КрАЗ-6322)

Рисунок 3 - Машина смесительно-зарядная МСЗ-25 (на шасси БелАЗ)

Конструкции всех машин, выпускаемых ОАО «Гормаш», согласованы с заводами-изготовителями базового шасси и обеспечивают устойчивость при движении в условиях карьера, оборудованы задним защитным устройством с изменяющимся положением для движения в карьерах, габаритными боковыми фонарями, совмещёнными со световозвращателями, аварийной кнопкой отключения оборудования, двухполюсным выключателем массы, предохранительными устройствами от перегрузки приводов, звуковой и световой сигнализацией заднего хода машины, обеспечивает поддержание заданного % соотношения компонентов ВВ или его регулировку, освещение рабочей зоны оператора-взрывника.

На ёмкости установлены складывающиеся перила высотой 1,0м

Отбор мощности возможен как штатными, установленными на шасси насосами НШ-50, так и дополнительно оснащёнными шестерёнчатыми или аксиально-поршневыми насосами. Использование высокомоментных гидромоторов импортного производства, при стоимости их на уровне или ниже отечественных аксиально-поршневых позволяет отказаться от применения в гидроприводах винтовых конвейеров планетарных редукторов, что сказывается на себестоимости изготовления и более компактного размещения оборудования.

Пульт управления, оснащённый электронным счётчиком, позволяет производить зарядку скважины в автоматическом и ручном режимах с выводом показаний на дисплей по количеству заряжаемого ВВ или по остатку в ёмкости и обеспечивает полный контроль за работой исполнительных механизмов.

Возможна установка:

Электронно-гидравлической системы управления на основе программируемого контролера, обеспечивающей, процесс зарядки в автоматическом

полуавтоматическом и ручном режиме с выводом информации на периферийные носители, архивирование;

Дополнительного бункера со шнеком для энергодобавок, что позволяет шачительно повысить энергетику взрыва и расширить номенклатуру применяемых ВВ.

В паспорте транспортного средства, передаваемого заказчику, имеются псе необходимые отметки ГИБДД о переоборудовании.

Таблица 2 - Эксплуатационные характеристики

ВСТАВИТЬ ТАБЛИЦУ

«Гранулит ПС-2» и «Игданит» являются взрывопожароопасными веществами. По степени опасности при обращении «Гранулит ПС-2», «Игданит» относятся к классу 1, подклассу 1.1 и 1.5 соответственно, группе совместимоети D. Пожаро - взрывоопасность определяется свойствами входящих в него компонентов.

Смесь АС и ДТ представляет опасность ТОЛЬКО В СЛУЧАЯХ:

повышенной влажности, кислотности - особенно по серной кислоте;

загрязненности АС веществами и материалами органического проис-мгждения, случайно попавшими в продукт: бумага (и другие целлюлозосо-держащие материалы), углеводы (крахмал, сахариды и глюкоза) - вследствие протекания экзотермической реакции их нитрования

повышенного содержания серы и сернистых соединений в дизельном топливе.

Машины серии МСЗ оснащены герметичными загрузочными люками с решётками, исключающими попадание посторонних предметов и внешних осадков.

При случайном загорании основным средством тушения должна быть вода, подаваемая,в обильных количествах в очаг огня, так как растворение АС происходит с большим поглощением тепла и снижением температуры. С этой целью на МСЗ-25 установлены в утеплённом отсеке водяной бак ёмкостью 1м", насос высокого давления и пожарный рукав Л=10м. Кроме того предусмотрена подача воды в бункер селитры.

Машины, для дорог общего пользования, возможно также комплектовать ёмкостями для воды, но в силу их размеров объём их не превышает 350 -400 литров и подача воды без использования насоса под давлением не выше 1кгс/см 3

Для тушения загоревшегося «Гранулита» и «Игданита» предусматривается применять воду, и углекислотные огнетушители.

«Гранулит», «Игданит» электризуется, поэтому машина комплектуется штырём заземления, заземляющими цепями.

Требования безопасности при работе с ВВ заводского приготовления -в соответствии с утверждёнными регламентами на их применение.

Машины производства ОАО «Гормаш» эксплуатируются в различных регионах России: ОАО «Алданзолото» п. Куранах, республика Якутия; ОАО «Серебро - Территория» Магаданская область; ЗАО «ПВВ» Кемеровская область.

Указанные регионы отличаются суровыми климатическими условиями эксплуатации, поэтому здесь особенно высокие требования к эксплуатационным характеристикам зарядных машин, особые требования к применяемым покупным изделиям, к повышенной проходимости базовых шасси в условиях бездорожья, когда другие машины не пройдут. Этим требованиям отвечают машины МСЗ-В на базе Урал-4320, КрАЗ-6322, КрАЗ-63221.

Машины на шасси КрАЗ-65053, КрАЗ-65055, КамАЗ-6520, МАЗ-630305 отличаются повышенной грузоподъемностью и используются при большом пробеге по дорогам общего пользования.

Эмульсионные смесительно-зарядные машины

Производство эмульсионных взрывчатых веществ на горнорудных предприятиях России и стран СНГ находит все более широкое распространение.

Существенное удешевление взрывных работ, повышенная безопасность и экологическая чистота производства, отличная водоустойчивость, снижение до минимума выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы -всем этим и многими другими факторами обусловлен переход на эмульсионную взрывчатку.

Все крупнейшие горнообогатительные комбинаты обзаводятся собственными производственными мощностями ЭВВ. В этой связи растет потребность и„в поставочной смесительно-зарядной технике.

В 2005 г. ОАО «Гормаш» разработало техническую документацию и выпустило первую партию эмульсионных смесительно-зарядных машинЭСЗМ-12.

Машины ЭТОЙ серии предназначены для транспортировки исходных компонентов (эмульсия, ГГД), приготовления из указанных компонентов ЭВВ путем введения в эмульсию газогенерирующей добавки, обеспечивающей образование в эмульсии газовых пузырьков и заряжания полученным ВВ скважин, как сухих, так и полностью обводненных.

Все оборудование машины смонтировано на шасси автомобиля КрАЗ-65053-02, используемое в качестве транспортной базы, а также в качестве источника энергии для исполнительных механизмов.

Технические характеристики ЭСЗМ-12 представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики ЭСЗМ - 12

Наименование показателя	Значение физической величины или другие данные
1 Грузоподъемность (по компонентам ВВ и воде), т, не более по эмульсии - по газогенерирующей добавке (ГГД) -по воде
2 Производительность по приготовлению и зарядке ВВ в зимнее время, л /мин, не менее
1 Допустимая максимальная масса машины, согласованная с заводом изготовителем шасси, кг, не более
4 Габаритные размеры, мм, не более длина
5 Тип шасси	КрАЗ-65053-02

На машине имеются:

Емкость для эмульсии;

Бак для ГГД;

Бак для воды;

Бак для масла гидросистемы.

Исходными компонентами для образования взрывчатого вещества являются эмульсия и ГГД.

Вода используется для смазки внутренней поверхности зарядного рукава и промывки трактов прохождения ВВ, а также в аварийных случаях для целей пожаротушения.

Бак для масла гидросистемы установлен за кабиной шасси. На баке установлен калорифер, предназначенный для охлаждения масла.

Заправка ГГД и водой производится в заливные горловины, выведенные из баков в верхнюю часть емкости эмульсии (сзади слева по ходу машины заливная горловина ГГД, а сзади справа по ходу машины заливная горловина воды и может осуществляться как на стационарных пунктах, так и в карьере с помощью доставочных машин.

Все действия по управлению и контролю за работой производятся с пульта управления, установленного с левой стороны машины по ходу движения.

Электрошкаф управления технологическим оборудованием расположен за кабиной шасси с правой стороны.

Привод механизмов машины осуществляется индивидуальными гидромоторами, гидроцилиндром. Источником энергии является двигатель шасси.

Нагнетаемая насосом рабочая жидкость поступает в гидросистему машины.

Эмульсионное взрывчатое вещество (готовый продукт) приготавливается из двух компонентов: эмульсия и газогенерирующая добавка (ГГД).

Эмульсия насосом-дозатором эмульсии закачивается из емкости эмульсии. Смешение эмульсии с ГГД начинается в насосе - дозаторе эмульсии, куда дозировано подаётся раствор ГГД насосом-дозатором ГГД. Сенсибилизация эмульсии начинается при смешении ее с раствором ГГД в статическом смесителе и заканчивается в заряжаемой скважине.

Насос-дозатор эмульсии подает смесь ВВ через шлангоизвлекатель в зарядный рукав. Нa входе в шлангоизвлекатель стоит водоподающее кольцо

с обратным клапаном, по которому поступающая вода смазывает стенки рукава (при необходимости), что способствует уменьшению сопротивления прохождения смеси ВВ по зарядному рукаву и, соответственно, снижению давления подачи.

Зарядный рукав разматывается и наматывается на барабан с приводом от гидромотора.

Давление масла в гидросистеме создается и поддерживается масляным насосом, приводимым в движение двигателем автомобиля через коробку отбора мощности, установленную на двухступенчатом редукторе-промопоры шасси. Распределение и регулирование расхода масла в магистралях гидромоторов (включение, выключение и изменение скорости гидромоторов) производится секционным гидрораспределителем с пропорциональным электрическим управлением, которое осуществляется от программируемого контроллера по определенному алгоритму и обратной связью с гидромоторами.

На трубопроводе эмульсии установлена предохранительная разрушающаяся мембрана, которая срабатывает при превышении давления в трубопроводе более 10 кг/см 3 .

Приборы автоматизированной системы управления (АСУ) монтируются на технологическом оборудовании. Питание АСУ осуществляется от бортовой сети шасси номинальным напряжением 24В постоянного тока. После включения АСУ технологическим оборудованием запускается программа диагностики. Через 2-3 секунды на дисплее высвечивается стартовый экран, с которого можно выбрать необходимый режим работы.

Особое внимание при разработке ЭСЗМ было уделено безопасности машин при эксплуатации.

В дополнение к штатным средствам пожаротушения предусмотрено:

аварийное пожаротушение с использованием технологической воды машины при отключенных энергосистемах автомобиля; <

наличие плавкой вставки в емкости эмульсии, предназначенной для свободного истечения эмульсии при повышении температуры на стенках емкости свыше 235° С;

конструкция загрузочного люка эмульсии предусматривает разгерме-пгацию емкости при повышении внутри нее давления свыше 1 атм. и истечение эмульсии через верх.

ЭСЗМ оснащены задним защитным устройством для обеспечения эффективной защиты от попадания под машину при наезде сзади.

ЭСЗМ-12, предусмотрены для приготовления ЭВВ «Украинит» ПП2Б, где в качестве ГГД используется перекись водорода, что вызвало определенные трудности с выбором материала при изготовлении емкости ГГД и трубопроводов транспортировки из-за разложения перекиси водорода при контакте со многими материалами. Конструкторами завода эта проблема была успешно решена.

Первая партия ЭСЗМ-12 (Рис. 1) прошла приемочные испытания на рудниках ЗАО ППП «Кривбассвзрывиспытания» и получено разрешение на се постоянное промышленное применение

Рисунок 1 - Смесительно-зарядная машина ЭСЗМ-12

ЭСЗМ этой серии применяются и для других ЭВВ. Была разработана и изготовлена смесительно-зарядная машина ЭСЗМ-12Э, предназначенная для приготовления эмульсионного ВВ Эмулит «ПВВ-В».

Несмотря на внешнее сходство с ЭСЗМ-12 машина ЭСЗМ-12Э значительно отличается в конструктивном исполнении. Здесь применен винтовой насос производства немецкой фирмы «Нетч», что обусловлено большей длиной (50 м) зарядного рукава, позволяющего производить зарядку скважин в «два уступа». Изменены конструкции баков воды и ГГД, изменена конструкция статического смесителя, шлангоизвлекателя. ^

В настоящее время успешно завершены приемочные испытания смеси-тельно-зарядной машины ЭСЗМ-12Э (Рис. 2) в ЗАО «ПВВ» Кемеровской обл.

Рисунок 2- Смесительно-зарядная машина ЭСЗМ-12Э

Специалисты завода постоянно работают как над совершенствованием существующих зарядных машин, так и над созданием новых образцов заряд-

ной техники. Модельный ряд выпускаемых и разрабатываемых ОАО «Гор-маш» смесительно-зарядных машин представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Модельный ряд выпускаемых машин

Наименование показателя	Наименование машины
1 Грузоподъемность, т
2 Производительность, кг/мин
3 Тип шасси

Машины для зарядки многокомпонентными взрывчатыми веществами серии ТСЗМ

Сегодня выдвигаются на первый план проблемы удешевления взрыв­ных работ за счет перехода на относительно недорогие взрывчатые вещества (ВВ) без снижения качественных показателей. Так, например, исследования, проведенные в последние годы на карьерах России на необводненных блоках позволяет отказаться от применения наиболее распространенного (более дорогого, так как в последнее время стоимость тротила, основного компонента водоустойчивых ВВ, в России значительно возросла) ранее граммонита 79/21 в пользу дешевого бестротилового эмульсионного промышленного взрывча-з того вещества (ПВВ) типа гранэмит марки И-50, а на обводненных скважинах водоустойчивые ПВВ гранэмит марки И-30 (отечественная разработка), «гован» 60/40 (зарубежная разработка - за рубежом вот уже несколько десятилетий широко применяют водосодержащие ВВ - эмульсия «вода в масле»). Эмульсионные взрывчатые вещества обладают хорошими качественными характеристиками: высокими водоустойчивостью и плотностью; низкой чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям.. Для их производства имеется доступное и дешевое сырье, ЭВВ отличается высокой безопасностью при изготовлении и использовании, экологической чистотой и низкой газовой вредностью при проведении взрывных работ. Такие характеристики обеспечивают гранэмитам благоприятную перспективу их применения в горном деле.

Экономический эффект складывается из относительно низкой стоимости ПВВ, полной механизации их приготовления, транспортирования, заря­жания на местах применения, повышение безопасности, высокого качества дробления пород.

По данным ОАО «Михайловский ГОК»- В 2006 г. планируется изготовить 36,5 тыс. т гранэмита,. что составит 95% от общего количества . Использование ЭВВ собственного приготовления позволило комбинату втрое сократить расходы на взрывчатые вещества. Проведение массовых взрывов в карьере с использованием ЭВВ позволяет существенно снизить количество вредных веществ, выделяемых при взрыве, в сравнении с ВВ промышленного изготовления.

Правильный кислородный баланс значительно уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу за счет более полного сгорания ВВ - до водя­ного пара, азота и углекислого газа).

Транспортные смесительно-зарядные машины (ТСЗМ) составляют костяк комплекса машин для механизации взрывных работ и повышения их эффективности.

Транспортные смесительно-зарядные машины, по сути, представляют собой мобильные мини-заводы («завод на колесах») по приготовлению многокомпонентных промышленных эмульсионных взрывчатых веществ (ПВВ).

Каждый компонент в отдельности взрывобезопасен. Отличительной особенностью серии ТСЗМ является наличие автоматизированной системы управления технологическим процессом с возможностью работы в автоматическом, полуавтоматическом (наладочном) и ручном (аварийном) режимах работы. Схема технологических агрегатов транспортной смесительно-зарядной машины представлена на рисунке 1. Серия транспортно смесительно - зарядных машин разработанных и изготовляемых на ОАО «Гормаш» включает в себе машины на различных автомобильных шасси (БелАЗ г/п - 30т и 40т; КрАЗ, МАЗ) для приготовления ЭВВ (не содержат тротила) из четырех исходных компонентов (аммиачная селитра, дизельное топливо, эмульсия, газогенерирующая добавка - водный раствор нитрита натрия) - ЭВВ (гранэмит, эмулан), трех компонентов (аммиачная селитра, дизельное топливо, эмульсия «гован») - ЭВВ (тован). Вода во всех случаях используется в качестве смазки для облегчения транспортировки готового продукта после винтового насоса до скважины и мойки трактов прохождения компонентов и готового продуктa по окончании зарядки с последующей продувкой сжатым воздухом.

Машина для зарядки «сухих» (необводненных) скважин - ТСЗМ-ЗОПГ-А. Машины для зарядки обводненных скважин (ТСЗМ-11ПГ (рисунок 2), ТСЗМ-11Э (рисунок 3), ТСЗМ-20ПГ, ТСЗМ-30ПГ (рисунок 4), ТСЗМ-30).

В 2007 г. разработаны также смесительно-зарядные машины ТСЗМ-11 и ТСЗМ-30Э.

Технические характеристики машин серии ТСЗМ представлены в таблице

1 . Зарядка «сухих» (необводненных) скважин производится сверху в устье, а обводненных скважин снизу «под столб воды». Дозирование исходных компонентов в готовый продукт определяется строго определенным (постоянно контролируется программируемым контроллером) числом оборотов исполнительных органов - шнеков, насосов - дозаторов в минуту. Расход определяется количеством доставляемого шнеком, насосом за один оборот -уточняется практически для каждого конкретного исполнительного механизма в процессе калибрования при вводе в эксплуатацию и после ремонта (при необходимости).

Конструкция ТСЗМ в общем случае включает в себя:

- доработку шасси:

Доработка системы выпуска отработавших газов с выводом их вперед и вправо;

Установка отбора мощности для привода гидравлических насо-i он;

Установка лонжеронов для монтажа навесного оборудования машины;

Стационарные пункты подготовки и приготовления ВВ или их компонентов подразделяются на следующие пункты:

приготовления бестротиловых простейших ВВ (игданитов) из невзрывчатых компонентов;

растаривания промышленных ВВ и снаряжения зарядных машин;

приготовления горячего насыщенного раствора селитр со ста­билизирующими добавками для приготовления на взрываемом блоке водосодержащих ВВ;

приготовления обратных эмульсий из раствора селитр с эмуль­гаторами для приготовления на взрываемом блоке эмульсионных ВВ.

Ниже рассмотрены схемы и технология работ на перечислен­ных пунктах подготовки и приготовления компонентов ВВ.

Пункты для приготовления игданитов. На крупных карьерах или на участке специализированной организации, ведущей взрыв­ные работы на группе карьеров (по типу объединения Северо-Во­сток золото), с большим объемом потребления игданита могут создаваться специализированные стационарные пункты его при­готовления. Оборудование пунктов должно обеспечивать высокопроизводительное

и безопасное выполнение следующих опе­раций: приемка аммиачной селитры и размещение ее в хранилище; хранение селитры в режиме, исключающем ее излишнее увлаж­нение и слеживание; подача селитры в узел приготовления игданита; приготовление игданита и дозированная погрузка получен­ного ВВ в зарядные машины.

В настоящее время основным типом ВВ, используемым для разработки россыпей Северо-востока СССР, является игданит, доля которого превысила 60 % общего объема потребления ВВ в этом регионе.

Созданный ВНИИ-1 комплекс «Берелех» позволил механизи­ровать приготовление игданита в объединении Северо-восток-золото на 100 % и в объединении Якутзолото на 60 %. В настоя­щее время в промышленной эксплуатации находятся 35 комплек­сов «Берелех». Одновременно была создана технология бестарного хранения аммиачной селитры (АС) в буртах вместимостью 600 т. Исследования, проведенные ВНИИ-1 и ИПКОН АН СССР по оценке пригодности для изготовления игданита аммиачной селитры десяти различных заводов-изготовителей, показали, что АС, не подвергнутая специальной обработке, способна удержи­вать лишь 3-4 % дизельного топлива (ДТ). Низкая стабильность игданита сокращает допустимое время нахождения зарядов в сква­жинах, что ограничивает объемы массовых взрывов, увеличивает их количество и приводит к неоправданным издержкам от про­стоев буровых станков, землеройной техники, а в целом к сниже­нию технико-экономических показателей взрывных работ.

Перспективны два метода повышения стабильности игданита: введение в дизельное топливо поверхностно-активных веществ (ПАВ) и введение в состав игданита на стадии смешивания его компонентов дисперсных горючих добавок.

Наилучшие результаты получены при использовании смеси, состоящей из неионогенных и катионного ПАВ. Добавка этой композиции в сочетании с сорастворителем ПАВ к ДТ обеспечи­вает стабильность игданита при температуре от -5 до -45 °С в течение 72 ч.

Схема дозирования жидкого горючего компонента при изго­товлении игданита на установке ИСИ-2 показана на рис. 13.9. На нагнетательной ветви магистрали жидкого горючего компо­нента от шестеренчатого насоса устанавливаются регулятор рас­хода (дроссель) жидкого компонента 3 и обратный клапан 2. Для осуществления контроля за расходом жидкого горючего ком­понента в системе его подачи предусматривается установка двух дозаторов 8, оборудованных соответствующей запорной армату­рой. Из накопительной емкости 1 жидкий компонент самотеком поступает через входные клапаны 9 в дозаторы 8, после чего входные краны устанавливают в закрытое положение. Подача жидкого компонента в смесительный шнек ИСИ-2 через распыли­тельную форсунку 5 осуществляется установкой одного из кранов

Рис. 13.9. Схема дозирования подачи жидкой горючей добав­ки для приготовления игданита на установке ИСИ-2

дозатора 7 в открытое положение с последую­щим включением насоса 6. Расход жидкого горючего компонента устанавлива­ется с помощью дросселя 4, при этом избыточное количество его возвращается через обратный клапан в ра­ботающий дозатор. Непрерывное дозирование обеспечивается попеременной работой дозаторов посредством переключения од­ного дозатора на другой после опорожнения работающего дозатора. Благодаря тому, что вместимость каждого дозатора рассчитана на вместимость бункера-накопителя готового игданита, создается возможность постоянного контроля за соблюдением соотношения смешиваемых компонентов, и по мере необходимости осуществляется корректировка в подаче жидкого горючего компонента. Введение добавок композиции ПАВ и сорастворителя при изготовлении стабильного игда­нита осуществляется в накопительную емкость с ДТ. В на­стоящее время во ВНИИ-1 разработана и прошла про­мышленные испытания на предприятиях технология изготовле­ния трехкомпонентного игданита, обладающего одновременно улучшенной стабильностью и повышенной энергией взрыва. Для изготовления этого игданита был применен разработанный ВНИИ-1 комплекс оборудования ИСИ-2 производительностью 20 т ВВ в час.

Разработан новый способ получения алюминизированных ВВ методом холодного смешивания компонентов в условиях горных предприятий.

Дисперсный горючий компонент равномерно распределяется в жидкой добавке до образования однородной суспензии, после чего этой суспензией обрабатываются гранулы аммиачной се­литры, при этом поверхностный контакт между дисперсным ком­понентом и гранулами АС усиливается наличием в составе ВВ добавок ПАВ. Применение этой технологии для приготовления многокомпонентных составов позволяет исключить расслоение взрывчатой смеси в процессе ее приготовления, транспортирова­ния и заряжания. В основу устройства для приготовления су­спензий был положен принцип работы струйного аппарата в ре­жиме жидкость-воздух по замкнутой гидравлической схеме (рис. 13.10). При этом в качестве рабочей жидкости использова­лась жидкая горючая добавка, циркулирующая между насосом 1 и баком 2 по кольцевому трубопроводу. Загрузка дисперсного

Рис. 13.10. Схема смешивания жидкой горючей добавки с алюминиевой пудрой

компонента 3 (порошок алюминия) в смесительный бак устрой­ства производилась из поставляемой тары- стальных барабанов по гибкому шлангу под действием разряжения, создаваемого струей рабочей жидкости в смесительной камере гидроэлеватора. Устройство для приготовления суспензий, получившее название гидровакуумный смеситель, вошло в состав установки ИСИ-2 для изготовления трехкомпонентных игданитов с повышенной энергией взрыва. Селитра подается в емкость 4 и смешивается с суспензией в наклонном шнеке 5 (см. рис. 13.9).

Пункты для механизированного растаривания и загрузки ВВ в зарядные машины должны обеспечивать выполнение следующих операций: прием ВВ в мешках или мягких контейнерах, растаривание мешков или контейнеров в накопительный бункер для снаря­жения зарядных машин, сбор использованной тары. Такой пункт растаривания показан на рис. 13.11.

Доставка ВВ на пункт предусматривается на поддонах акку­муляторным погрузчиком ЭШ-181 грузоподъемностью 1000 кг, автомашинами или железнодорожными вагонами.

Погрузчик опускает мешки с ВВ на площадку у концевой части наклонного ленточного конвейера. Отсюда мешки поступают на ленту, поднимаются на верхнюю площадку и при сходе с кон­вейера захватываются растаривающей вибрационной установкой УРВ-2, в которой разрезаются бумажные мешки, происходит частичное измельчение слежавшегося ВВ, а неразрушившиеся куски ВВ поступают в валковую дробилку. Из-под сита и от дробилки измельченное ВВ поступает в бункер-накопитель. Бу­мажная упаковка по лотку направляется в сборную емкость. Выпускные отверстия бункера оборудованы затворами-дозаторами, из которых ВВ поступает в емкости зарядных машин.

Рис. 13.11. Схема стационарного механизированного пункта подготовки (при­готовления) ВВ:

1 - наклонная галерея с конвейером; 2 - здание растеривающей установки; 3 - бун­кер-накопитель; 4 - лоток для выпуска мешкотары; 5 - зарядная машина

С пункта до места взрывов ВВ доставляется в транспортно-зарядных автомашинах. Такой пункт целесообразно оборудовать двумя бункерами, в один из которых загружается гранулотол, а во второй - гранулированная аммиачная селитра. Для за­правки зарядных машин имеется емкость с соляровым маслом.

Целесообразно бункеры двухбункерных зарядных машин сна­ряжать игданитом и гранулотолом и использовать каждое ВВ раздельно для заряжания нижней (обводненной) и верхней (су­хой) частей скважин.

В организациях Кривбассвзрывпром и Кмавзрывпром при­меняются передвижные растаривающие установки, смонтирован­ные на автомашине, которой можно растаривать мешки непосред­ственно из железнодорожных вагонов и снаряжать зарядные машины вблизи места взрыва в любом месте карьера (рис. 13.12).

Применение передвижных растаривающих установок типа МПР-30 делает ненужным сооружение стационарного растаривающего пункта, что обеспечивает снижение затрат на растаривание ВВ и позволяет менять место растаривания ВВ (снаряжение зарядных машин). Недостатками передвижных растаривающих установок являются низкая производительность снаряжания зарядных машин и повышенная запыленность в рабочей зоне опе­ратора на верхней площади растаривания.

Пункты для приготовления горячего насыщенного раствора селитр. В этих пунктах готовится раствор аммиачной, натриевой и кальциевой селитр со стабилизирующими добавками (полиакриламид, карбоксилметилцеллюлоза, ПАВ и т. д.). Раствор

Рис. 13.12. Схема самоходной погрузочно-растаривающей установки МПР-30

применяется в качестве компонента для приготовления на взры­ваемом блоке горячельющихся ВВ путем добавления в него гранулированного или чешуйчатого тротила. При этом образуется суспензия из раствора и частиц тротила, имеющих различную плотность. Для стабилизации заряда в него вводят в процессе заряжания добавки и поперечные сшивки, ускоряющие его за­гущение.

Взрывчатые смеси на основе горячего раствора аммиачной селитры типа ГЛТ-20 освоены на Лебединском ГОКе по разра­боткам Ленинградского горного института с участием НИИКМА. В 1975 г. на этом ГОКе был построен пункт для приготовления горячего раствора селитры. В состав пункта входят склад селитры, установка для приготовления горячего раствора окислителя, машина УДС для доставки готового раствора окислителя и смесительно-зарядный агрегат СЗА-1. На этом пункте производятся растаривание с измельчением слежавшейся селитры, приготовле­ние горячего ее раствора со стабилизирующими добавками, за­грузка готового раствора в доставочную машину УДС.

С 1986 г. комбинат использует для приготовления водосодержащих ВВ зарядные машины «Акватол-1У» и «Акватол-3», кото­рые снаряжают на пункте горячим раствором селитр и достав­ляют его на заряжаемый блок. Сюда же в зарядной машине МЗ-ЗА доставляют тротил (гранулированный или чешуйчатый), откуда он по зарядному рукаву через объемные дозаторы подается в ем­кость машины «Акватол-1У», из которой после перемешивания в течение 15 мин поступает по зарядному шлангу в скважину под столб воды.

Изготовленная на комплексе взрывчатая смесь ГЛТ-20 имеет плотность заряжания в 1,4-1,6 раза выше по сравнению с гра­нулированными ВВ.

Применение взрывчатой смеси ГЛТ-20 обеспечивает снижение себестоимости 1 т ВВ в 1,7-2 раза и дает возможность уменьшить объем бурения скважин на 15-20 % за счет повышения объемной концентрации энергии заряда ВВ. ГЛТ-20 целесообразно при­менять в первом ряду скважин с увеличенной величиной линии сопротивления по подошве, взрывать блоки с расширенной сеткой скважин.

---