Оптимизация технологии заряжания скважин



Предыдущая | Следующая

 

Оптимизация технологии заряжания скважин гранулированными взрывчатыми веществами при добыче руд ТРОЦЕНКО Оксана Александровна Аспирант Северо-Кавказский горно-металлургический институт (ГТУ) Предложена классификация процессов электризации при буровзрывных работах на карьерах и рудниках по признаку возникновения статического электричества на границе разрыва контактирующих между собой поверхностей твердых тел. Показано, что выбор безопасного варианта отбойки руд взрыванием россыпных ВВ определяется соотношением природных и технологических факторов: профилем магистрального трубопровода и зарядного шланга; влажностью россыпного ВВ; электропроводящими свойствами пород и расположением боевика с детонатором; а контроль безопасности обеспечивается методом бесконтактной регистрации электростатических явлений в пневмопроводе.
Предложена типизация методов обеспечения безопасности заряжания по критерию безопасности процесса заряжания. Дана модель эффективности повышения надежности заряжания из соотношения последствий катастроф в денежном выражении и затратами по профилактике и предупреждению их возникновения и развития.
Ключевые слова: буровзрывные работы, гранулированное взрывчатое вещество, электропроводящие свойства пород, электростатические явления.
Контактная информация – e-mail:

v.i.golik@mail.ru

При организации буровзрывных работ на карьерах и рудниках не всегда оцениваются последствия проявления зарядов статического электричества. В основе феномена электризации лежит нарушение условия равновесия зарядов при движении твердых частиц по трубопроводам.
Нами предложена классификация процессов электризации (см. рисунок), по признаку возникновения статического электричества на границе разрыва контактирующих между собой поверхностей твердых тел [1].
Опыт механизации взрывных работ свидетельствует, что при разработке рудных месторождений оптимально использование непатронированных взрывчатых веществ и механизмов, обеспечивающих пневматическую доставку их во взрывные полости.
Нами выдвинуто положение о зависимости параметров электризации от параметров разработки месторождения, прежде всего от вида зарядных полостей и размеров подготовительных и нарезных выработок. Величина заряда электризации ВВ коррелятивно связана с технологическими параметрами транспортирования: динамическим напором в магистрали, скоростью движения воздуха и в меньшей степени с длиной пневмомагистрали. Наиболее интенсивное снижение потенциала электризации происходит при радиусе закругления зарядного шланга от 0,25 м до 1 м.
В подземных условиях по сравнению с открытыми работами интенсивность электризации резко снижается по причине высокой относительной влажности окружающей среды в шахте порядка 90 % и температуры воздуха 4-5 оС.
В процессе движения ВВ вне шланга при заряжании минных камер наведенный электрический потенциал достигал 1000 В, а на участке транспортирующей магистрали, где была проложена токопроводящая жила, был равен нулю. В аналогичной ситуации при заряжании скважин максимальный потенциал составил 1200 В, причем участок с токопроводящей жилой не электризовался.
Увеличение расстояния между местом контакта струи с породой, обладающей определенной проводимостью, и гильзой детонатора снижает электрический потенциал на гильзе.
Зависимость величины электрического заряда от расстояния транспортирования россыпных ВВ проявляется с расстояния 100 м, поэтому условия транспортирования следует дифференциро вать: при длине транспортирования до 100 м и более 100 м.
Выбор безопасного варианта отбойки руд взрыванием россыпных ВВ определяется соотношением природных и технологических факторов: принятой схемой расположения подготовительных и нарезных выработок, профилем магистрального трубопровода и зарядного шланга; влажностью россыпного ВВ;
электропроводящими свойствами пород и расположением боевика с детонатором. Контроль безопасности отбойки сырья от массива обеспечивается методом бесконтактной регистрации электростатических явлений в пневмопроводе.
Выбор оптимальной технологии транспортирования и заряжания осуществляется по критерию минимальных затрат при приоритетном условии предотвращения критических значений наведенной электризации системы.
Нами предложена типизация, в которой определяющим признаком является безопасность процесса заряжания (см. таблицу) [2].
Интенсивность электризации оценивается по величине потенциала статического электричества. Замер потенциала электризации производится электростатическими вольтметрами С-50 и С-96 как по пути движения пылевоздушной смеси ВВ, так и с проводящих элементов пневмозаряжающей системы.
Экологическая безопасность среды оценивается корректностью технологии и величиной возможного ущерба в результате воздействий, зависящих от эффективности мер по его предотвращению:
t p t p t c t Q( . ) C ( 1 t ) , t 1 t 1 t 1 где: Пt — прибыль по отдельному показателю; Q — количество ресурсов на рассматриваемом участке; Сат. — затраты на технологии охраны среды; Спор — затраты на реализацию охранных технологий в t-м году; Е — коэффициент дисконтирования.
В предложенной нами модели эффективность повышения надежности заряжания определяется соотношением последствий катастроф в денежном выражении и затратами по профилактике и предупреждению их возникновения и развития:
где: Пэ — прибыль от использования технологий охраны окружающей среды;?? — количество агентов воздействия на окружающую среду; Т — время, единица времени; n — количество факторов поражения среды; р — количество работ по ликвидации последствий катастроф; Qа, Qг Qл — количество загрязнителей в атмосфере, гидросфере и литосфере; Рк — количество работ по компенсации ущерба окружающей среде;
Ск — стоимость работ по компенсации ущерба; Ро — количество работ по охране окружающей среды; Со — стоимость работ по окружающей среде; Ку — коэффициент усиления воздействия на среду; Кп — коэффициент влияния загрязнителей на биосферу; Кв — коэффициент вероятности наступления катастрофы со временем; Кт — коэффициент точности прогнозирования наступления катастрофы; Кн — коэффициент риска наступления катастрофы от неучтенных факторов.
Выбор безопасного варианта системы разработки с отбойкой руд взрыванием россыпных ВВ определяется соотношением природных и технологических факторов: профиля магистрального трубопровода и зарядного шланга; влажности россыпного ВВ;
электропроводящих свойств пород и расположения боевика с детонатором.
Отклонение режимов скорости и плотности потока от оптимальных на 15-20 % увеличивает интенсивность электризации и относительную вероятность искрового пробоя в магистрали в 1,5 раза.
Таким образом, выбор безопасного варианта отбойки руд определяется профилем магистрального трубопровода и зарядного шланга, влажностью россыпного ВВ, электропроводящими свойствами пород и расположением боевика с детонатором, а контроль безопасности обеспечивается методами регистрации электростатических явлений в пневмопроводе.
Список литературы 1. Шелехов П. Ю., Троценко О. А., Сергеева Н. В. Исследование безаварийности пневмозаряжания скважин гранулированными взрывчатыми веществами (ВВ) при разработке полезных ископаемых. — М.: ГИАБ, 2009.
2. Шелехов П. Ю., Троценко О. А. Исследование опасности электризации в условиях различной электропроводности горных пород при пневмотранспортировании гранулированных взрывчатых веществ. — М.: РГГУ, 2009.

/*/