ООО Научно-производственное объединение «ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО»

Взрывные и буровзрывные работы, приборы взрывного дела, проектирование, экспертиза

 
Главная   Структура компании   Услуги   Контакты   Партнёры   Лицензия   Теория взрывного дела   Справочная документация   Оборудование
 
КРАТКАЯ   ИСТОРИЯ   РАЗВИТИЯ   ВЗРЫВНЫХ   РАБОТ
История развития взрывных работ тесно связана с производством ВВ, зарождением военной техники и промышленности по добыче скальных полезных ископаемых.
Первым известным человечеству ВВ был черный порох, который использовали вначале для фейерверков, и огнестрельного оружия.
Применение пороха в России в созидательных целях началось в середине XVI в. для подрывания на реках скал и камней, мешавших судоходству.
Для подрыва высоких сооружений в крупных зарядах черный порох впервые применен при осаде Будапешта (1489 г.) и Казани (1552 г.).
В горном деле черный порох для заряжания шпуров применен впервые в 1627 г. в Германии при проведении штольни.
Бурное развитие промышленности во второй половине XIX в. привело к созданию и производству новых мощных ВВ и СВ. Вот некоторые основные даты: в 1812 г. в России П.Л. Шилинг впервые применил электрический воспламенитель для взрывания зарядов; в 1831 г. в Англии Бикфорд изобрел огнепроводный шнур; в 1846 г. в Италии А. Собреро получил тринитроглицерин. В 1853 г.в России академиком Н.Н. Зининим и В.Ф. Петрушевским было предложено ВВ на основе нитроглицерина, аналогичное по составу динамитам.
Шведский инженер А.Нобель в 1866 г. начинает выпускать пластичные динамиты на основе нитроглицерина с добавками 25% кизельгура (инфузорной земли). В 1867 г. Нобель запатентовал детонатор (в виде заряда гремучей ртути) под названием «запал Нобеля». В 1867 г. шведскими химиками И. Ольсеном и И. Норбеном были открыты и запатентованы ВВ на основе аммиачной селитры, получившие в дальнейшем название аммонитов. Однако Нобель купил этот патент и более чем на 20 лет задержал внедрение аммиачно-селитренных ВВ в горную промышленность .
В 1885 г. в качестве ВВ начали использовать пикриновую кислоту, которую до этого использовали как желтый краситель для тканей. С 1887 г. начали применять тетрил, который с 1906 г. является основным вторичным инициирующим ВВ для изготовления капсюлей-детонаторов и электродетонаторов.
Детонирующий шнур для инициирования зарядов ВВ изобретён в 1879 г.
С 1891 г. начали применять тротил, полученный в 1863 г., ставший в настоящее время одним из наиболее распространённых ВВ, применяемых в горном деле. Из наиболее мощных ВВ гексоген и тэн были синтезированы в конце XIX в. Тэн применяется для изготовления капсюлей-детонаторов с начала XX в., а с 1930 г. – для изготовления детонирующего шнура. Гексоген как ВВ применяется с 1920 г. Область применения этих ВВ непрерывно расширяется. С 30-х годов в нашей стране наблюдается тенденция по замене нитроглицериновых динамитов на более безопасные аммиачно-селитренные ВВ: аммониты (смесь тротила селитры и горючего) и динамоны (смесь селитры и горючего), которые к концу 40-х годов стали основными типами промышленных ВВ для карьеров.
Большая заслуга в разработке аммонитов принадлежит канд. Техн. Наук В.А. Ассонову. Динамоны, известные с 30-х годов, особенно широко применялись в период Великой Отечественной войны, когда страна испытывала недостаток в других ВВ. С 1953 г. динамоны не применяются из-за расслаиваемости заряда в скважине при заряжании. К применению простейших ВВ,  не содержащих тротил, отечественная промышленность приступила снова в конце 50-х годов на основе работ академика Н.В. Мельникова, проф. Г.П. Демидюка и других специалистов, исследовавших взрывчатые свойства смеси 94% гранулированной аммиачной селитры и 6% солярового масла, получивших название по наименованию института ИГД АН СССР – игданиты.
Принципиальное отличие игданитов от других ВВ заключается в том, что это ВВ готовится непосредственно на горных предприятиях. С середины 50-х годов начата разработка группы аммиачно-селитренных ВВ заводского изготовления: мощных скальных аммонитов с добавками гексогена, грубодисперсных гранулитов и граммонитов, водосодержащих и горячельющихся ВВ. Пониженная по сравнению с порошкообразными чувствительность гранулированных ВВ, хорошая сыпучесть и малое пыление при зарядке позволили успешно решать задачи комплексной механизации взрывных работ на карьерах и рудниках. Для инициирования зарядов ВВ пониженной чувствительности созданы промежуточные детонаторы в виде прессованных или литых цилиндрических шашек из тротила и гексогена. Для взрывания обводненных массивов созданы гранулированные тротил (гранулотол) и алюмотол. Разработаны и широко внедрены пиротехнические замедлители типа КЗДШ для короткозамедленного взрывания с помощью ДШ.
В середине XIX в. создана первая классификация горных пород рудников Колывано-Воскресенских заводов по трудоемкости их добычи.
Профессор М.М. Протодьяконов в 1911 г. опубликовал первую научно обоснованную классификацию горных пород по крепости, до настоящего времени широко применяемую в горной промышленности.
Большая работа в области классификации горных пород проделана под руководством профессора А.Ф. Суханова. Эта классификация явилась методической основой для составления классификаций по буримости и взрываемости для нормирования горных работ на различных предприятиях.
Значительные работы по классификации горных пород, по трудности их разрушения при бурении, взрывании и других процессах добычи выполнены под руководством чл.-кор. АН СССР В.В. Ржевского.
Расчетные методы при взрывании широко применялись французскими военными инженерами в минноподрывном деле с XVII в. В дальнейшем формулы, выведенные для условий взрывания грунтов и образования воронок определённых размеров, стали применять в горном деле.
М.В. Ломоносов в 1749 г. впервые дал физическое объяснение явления взрыва и его влияния на окружающую среду. А.А.Мусин-Пушкин в 1799 г. опубликовал труд по технологии изготовления ВВ. В 1871 г. М.М. Боресков на основе работ М.М. Фролова предложил формулу для расчёта зарядов на выброс, которой широко пользуются до настоящего времени.
Советские ученые академики Н.Н.Семенов, Я.Б. Зельдович, Ю.Б.Харитон, М.А. Садовский, М.А.Лаврентьев, Н.В. Мельников, чл.-кор. АН СССР Л.Я. Компанеец и другие выполнили цикл фундаментальных работ, связанных с детонацией зарядов ВВ, действием взрыва в непосредственной близости от заряда и на разных расстояниях от него. Большой вклад в анализ физических явлений, связанных с действием взрыва на горную породу, а также в создание методов расчета зарядов для различных условий сделали д-ра техн. наук А.Ф. Беляев, Ф.А. Баум, Б.М. Шехтер, К.К. Андреев, Г.П. Демидюк, М.М. Докучаев и др.
Интересные работы по моделированию действия взрыва методами электрогидродинамических аналогий (ЭГДА) выполнены профессором О.Е.Власовым.
Фундаментальные исследования механизма разрушения горных пород взрывом проведены проф. Г.И. Покровским и развиты в трудах профессоров А.Н. Ханукаева, В. Н. Мосинца, Ф.И. Кучерявого, М.Ф. Друкованного и др.
 С1952 г. на карьерах СССР начинает внедряться короткозамедленное взрывание, которое обеспечило переход от однозарядного к многозарядному взрыванию, существенно увеличило масштабы взрывов и улучшило степень дробления пород.
Проводятся систематические исследования по разработке методов регулирования степени дробления горных пород на карьерах. Изучается изменение степени дробления различных по трещиноватости и крепости горных пород в зависимости от диаметра заряда, расхода и типа ВВ, сетки расположения и конструкции зарядов, интервала и схемы замедления, точки инициирования и т.д. Эти работы являются научно-инженерной основой для проведения взрывов с получением заданной крупности дробления массива, что позволит применить циклично-поточную и поточную технологию горных работ на крупных карьерах, разрабатывающих скальные породы, и улучшить технико-экономические показатели добычи.
Большую работу по развитию и совершенствованию взрывов на выброс проводят специалисты треста Союзвзрывпром. Так, в 1952-1953 гг. взрывами трех серий зарядов на выброс на Алтын-Топканском полиметаллическом месторождении при л.н.с. отдельных зарядов до 1600 т было взорвано и выброшено более 1 млн. м3 горной породы. За счет этого срок ввода карьера в строй сократился на 16 месяцев, а себестоимость вскрытия была снижена на 40 %.
Широко используются взрывы на выброс и сброс для перемещения больших масс грунта при строительстве плотин, насыпей и т.п.
В 1966 1967 годах под Алма-Атой на р. Малая Алмаатинка в ущелье Медео были проведены два взрыва серий зарядов для создания противоселевой плотины. Общая масса зарядов первого взрыва правого берега 5290 т при л.н.с. основного заряда 85 м, а второго левобережного взрыва 3946 т при л.н.с., равной 46 м. В результате взрывов разрушено и сброшено в тело плотины около 3 млн. м3 скальных пород (1,6 млн. м3 первым и 1,4 млн. м3 вторым) и была образована плотина средней высотой 84 м, шириной поверху около 100 м и понизу около 500 м. Эта плотина в 1973 г. задержала селевой поток огромной мощности (5 млн. м3) и спасла г. Алма-Ату от катастрофических разрушений.
В 1968 г. на реке Вахш взрывом на сброс серий зарядов общей величиной 2000 т образована каменнонабросная плотина. Объем плотины оказался около 1,5 млн. м3.
Большие объемы грунтов были выброшены взрывами на выброс при строительстве Аму-Бухарского канала и других мелиоративных сооружений в Средней Азии.
Весьма интересные работы выполняются по применению взрывов и в других отраслях народного хозяйства: в металлургии, машиностроении, строительстве, тушении лесных и нефте-газовых пожаров.
Сказанное показывает важность и широту использования энергии взрыва как универсального, весьма эффективного по производительности и срокам исполнения, относительно безопасного способа выполнения трудоемких работ, связанных с разрушением и перемещением больших объемов горных пород в горном деле, строительстве и других областях экономики.
 
Основные понятия
Отбойка и дробление скальных и горных пород при их разработке производят при помощи зарядов ВВ, размещаемых в шпурах, скважинах или камерах.
Шпур – искусственное цилиндрическое углубление в горной породе диаметром не более 75 мм и глубиной до 5 м, пробуренное буровым станком или сверлом.
Скважина – искусственное цилиндрическое углубление диаметром более 75 мм при глубине до 5 ми любого диаметра при глубине более 5 м, пробуренное, как правило, буровым станком.   Для размещения больших зарядов (до нескольких тонн) применяют зарядные камеры больших размеров обычно прямоугольной формы.
Выработки – камеры, предназначенные для размещения зарядов ВВ на карьерах, имеющие непосредственный выход на поверхность. При горизонтальном расположении выработки она называется штольней, при вертикальном – шурфом.
Бурение – процесс последовательного разрушения породы на забое шпура или скважины и удаления продуктов разрушения на поверхность.
Буровыми называются работы по образованию шпуров или скважин буровыми машинами.
Заряд ВВ – определенное количество ВВ, подготовленное к взрыву. 
Процесс размещения заряда в зарядной камере называется заряжанием.
Взрывными называются работы по заряжанию и взрыванию зарядов ВВ.
Накладным (наружным) называется заряд, размещаемый на взрываемом объекте, внутренним – заряд, размещаемый внутри взрываемого объекта, в шпурах, скважинах или камерах.
Сосредоточенным называется заряд, имеющий форму куба или шара. Такой заряд может иметь форму цилиндра, длина которого не превышает его трех диаметров, или параллелепипеда с тем же отношением размеров. Если длина зарядов больше указанных величин, то его называют удлиненным (колонковым).
Сплошным называется заряд, не разделенный промежутками.
Рассредоточенным называется заряд, отдельные части которого разделены промежутками (участками) воздуха, воды, породы, дерева и т. п.
Взрывными веществами называются химические соединения или механические смеси, которые под действием внешнего импульса (нагревание, удар, искры огня) способны взрываться. Взрыв промышленных ВВ протекает в форме детонации.
Взрывом ВВ называется его чрезвычайно быстрое (сверхзвуковое) химическое превращение, при котором выделяются тепло и большое количество газов, способных производить механическую работу разрушения и перемещения окружающей среды.
Взрывание – процесс инициирования зарядов в заданной последовательности способами, обеспечивающими безопасность и эффективность выполнения этих работ.
Детонация – распространение взрыва по заряду ВВ с постоянной сверхзвуковой скоростью, обусловленное прохождением детонационной волны.
Детонационная волна – ударная волна сжатия, распространяющаяся по заряду со сверхзвуковой постоянной скоростью, обеспечивающая возникновение за передним фронтом быстрой химической реакции ВВ, т.е. детонационная волна представляет собой совокупность ударной волны и следующей за ней зоны химического превращения ВВ.
Для инициирования (возбуждения взрыва) зарядов в них размещают средства взрывания (капсюли-детонаторы, электродетонаторы, детонирующий шнур) или специальные промежуточные детонаторы. Они более чувствительны к внешним воздействиям по сравнению с зарядами промышленных ВВ.
Капсюль-детонатор – небольшой заряд чувствительных инициирующих ВВ, размещённый в металлической или картонной гильзе.
Электродетонатор – совокупность капсюля-детонатора и закреплённого в нём электровоспламенителя. В электродетонаторах замедленного действия между инициирующим ВВ и электровоспламенителем размещён замедляющий состав, сгорающий за строго определённое время.
Детонирующий шнур – шнур с сердцевиной из мощного чувствительного ВВ, предназначенный для инициирования зарядов ВВ непосредственно или с помощью промежуточных детонаторов. Взрывается от КД или ЭД.
Огнепроводный шнур – шнур с пороховой сердцевиной, которая горит с определённой скоростью. Предназначен для инициирования капсюлей детонаторов через требуемое время с момента поджигания шнура.
Зажигательная трубка – капсюль-детонатор с введённым в него отрезком огнепроводного шнура – предназначен для огневого или электроогневого взрывания зарядов ВВ.
Огневое взрывание – способ взрывания с помощью зажигательной трубки, огнепроводный шнур которой поджигается взрывником.
Электроогневое взрывание – способ взрывания с помощью зажигательной трубки, огнепроводный шнур которой поджигается электровоспламенителем.
Электрическое взрывание – способ взрывания с помощью электродетонаторов, соединенных в электровзрывную сеть.
Промежуточный детонатор – небольшой заряд ВВ (от 0,2 до нескольких килограммов), надежно взрывающийся от средств взрывания. Предназначен для инициирования зарядов низкочувствительных промышленных ВВ, которые не детонируют от штатных средств взрывания.
После заряжания оставшуюся свободной зарядную полость заполняют инертным материалом (песок, мелкая порода, глина и т.п.). Эти работы, как и сам материал, называются забойкой шпуров, скважин, камер.
Массив горных пород – определенный участок горных пород по длине, ширине и высоте в его естественном состоянии. Трудность разрушения и интенсивность дробления массива пород взрывом зависят от его крепости и трещиноватости.
Крепость горных пород – способность пород сопротивляться разрушению под действием внешних усилий (при бурении, взрывании, резании и т.п.), характеризуемая чаще всего коэффициентом крепости.
Коэффициент крепости пород f (по шкале проф. М.М. Протодьяконова) показывает во сколько раз данная порода крепче другой, принятой за единицу. Коэффициент f равен частному от деления предела прочности породы на одноосное сжатие на 100 кгс/см2 (9,8 МПа).
Трещиноватость – совокупность трещин, разделяющих массив горных пород на куски (отдельности) различных размеров (от десятков миллиметров до нескольких метров). Чем крупнее отдельноси, содержащиеся в массиве, тем, как правило, крепость их выше, тем труднее разрушить (раздробить массив на куски определенных размеров.
Для оценки сопротивляемости массива разрушению бурении и взрывании применяются понятия буримость и взрываемость пород.
Буримость – сопротивляемость горной породы разрушению при бурении, характеризуемая чистой скоростью бурения при стандартных условиях опыта.
Взрываемость – сопротивляемость горных пород разрушению при взрывании, характеризуемая расходом ВВ на 1 м3 разрушаемого массива до кусков определенной крупности, зарядом определенных размеров и величины.
На каждом карьере мощность погрузочного и транспортного оборудования рассчитана на куски породы определенной крупности. На прием кусков таких же размеров рассчитана дробилка на фабрике, перерабатывающей полезное ископаемое. При взрывании массив, как правило, разрушается на куски, часть которых превышает допустимый размер; поэтому взорванную породу при погрузке принято разделять на кондиционную (габаритную), соответствующую по крупности требованиям предприятия, и некондиционную (негабаритную), размер кусков которой превышает установленные пределы по крупности.                                                                                                                                                                                                          
На карьерах стройматериалов к некондиционной породе относя также мелкие фракции, идущие в отходы.
Линия наименьшего сопротивления – кратчайшее расстояние от центра (оси) заряда до ближайшей открытой поверхности.    
Буровзрывные работы на карьерах разделяются на основные, или первичные, при которых производится отделение и дробление части массива породы, и дополнительные, или вторичные, при которых производятся дробление негабарита, выравнивание неровностей подошвы, ликвидации «навесов», «заколов» и т.п.. 
   

© ООО Научно-производственное объединение «ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО» 2006-2017


 

 

 

ДенегДай.Ру - бесплатный информер валют, курсы валют для Вашего сайта Промышленность России на портале PromPortal.su: компании, товары, объявления Портал EquipTorg.ru - промышленное оборудование, спецтехника, инструмент Портал Speceria.ru - спецтехника на любой вкус СНГ Бизнес - Деловой Портал. Каталог. Новости Dorus.ru

© Promzone.ru 2006-2017