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.[1]

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.[1]

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;

2. Емкости (эмульсии, газогенерирующей добавки (ГГД), аммиачной селитры, дизельного топлива, воды, масла гидросистемы):

Емкость эмульсии представляет сварную конструкцию из нержавеющей стали. Емкость термоизолированная пенополиуританом Уремикс-101 (негорючий материал, с высокими теплоизолирующими свойствами), сверху имеются два загрузочно-смотровых люка. Один, из которых играет роль предохранительного клапана т.к. автоматически открывается при пре- вышении давления внутри емкости. Внутри емкости имеется запорное устройство, позволяющее при необходимости демонтировать насос-дозатор эмульсии при наличии эмульсии в емкости. В нижней части смонтировано предохранительное устройство, срабатывающее при нагревании до определенной температуры - происходит выпадение заглушки и автоматический слив эмульсии во избежание взрыва. Затвор аварийного (ручного) слива, позволяющий сливать эмульсию из емкости минуя насос-дозатор.

• Бак ГГ'Д - сварной конструкции из нержавеющей стали термо-изолироваи аналогично емкости эмульсии. Оборудован смотровым стеклом уровня ГГД.

• Емкость аммиачной селитр ы - сварная конструкция из нержавеющей стали без термоизоляции. Сверху имеется загрузочные люка с решетками. Размер ячеек 10x10 мм. В нижней части установлены горизонтальные шнека для подачи селитры в перевалочный наклонный винтовой конвейер.

• Бак дизельного топлива сварной конструкции с заливной горловиной.

• Бак воды - сварной конструкции аналогичен баку ГГД.

3. Устройства (системы) дозированной подачи исходных компонентов к месту их смешивания:

• Аммиачная селитра при помощи двух горизонтальных и перевалочного винтового конвейера дозировано поступает в начало продольного горизонтального винтового конвейера.

• Дизельное топливо из бака насосом типа НМШ дозировано подаётся также в начало продольного горизонтального конвейера. Места ввода (два) дизельного топлива находятся выше возможного уровня в топливном баке, что исключает возможность поступления дизельного топлива самотёком даже при отсутствии обратных клапанов;

• Эмульсия порэмита смешенная с водным раствором ГГД (начинается смешение в насосе-дозаторе и заканчивается в статическом смесителе) насосом-дозатором через коллектор, оборудованный датчиками и разрушающейся графитовой мембраной, статический смеситель, трубопровод, гибкий рукав подаётся в горизонтальный продольный конвейер.

4. Устройство для смешивания компонентов куда входят: винтовой продольный конвейер. Смесь компонентов через вертикальный лоток попадает в приёмный бункер.

5. Система заданной (дозированной) подачи готового продукта в зарядную скважину куда входят: винтовой насос готового продукта, трубопровод с разрушающейся графитовой мембраной, шлангоизвлекатель с зарядным рукавом, трубопровод готового продукта с плавными переходами и отводами.

6.Система очистки (мойки) трактов прохождения эмульсии и готового продукта (продувка воздухом, промывка водой - как под большим давлением (с помошью водяного насоса высокого давления) в доступных местах так и наливом с последующей прокачкой (промывкой) винтовыми насосами и окончательной продувкой воздухом) (ресивер, шаровые краны, трубопроводы, водяной насос высокого давления с гидроприводом, гибкий рукав высокого давления с насадкой на конце).

7. Гидросистема предназначенная для приведение в действие исполнительных механизмов технологических и вспомогательных агрегатов (гидравлические насосы: аксиально-поршневые, шестеренный), трубопроводы, «рильтра напорные и сливные, гидрораспределители секционные типа МРАМ, рукава высокого давления (РВД), гидромоторы типа ЕРМТ и Г15... и др.) Наличие шестеренного насоса в гидросистеме подключенного к одному масляному баку с аксиально - поршневыми насосами позволяет произвести предварительный разогрев масла (при необходимости) для последующей работы всей гидросистемы (т.к. для шестеренного насоса максимально допустимая кинематическая вязкость рабочей жидкости - 3000мм²/с, а для аксиально-поршневого - 1500мм²/с).

8. Электрооборудование (оснащенное приспособлением для отключения двух полюсов аккумулятора от электрической цепи) предназначенное для питания от бортовой сети машины электронно-гидравлического управления, освещения рабочих зон, светильника освещения выносного пульта, сигнального огня.

9. Настилы, перила, лестницы для безопасного обслуживания машин ы. Наличие ограждения повышает безопасность персонала при подготовке машины к работе.

10. Устройство для тушения пожара водой из водяного бака под давлением энергии запасов сжатого воздуха в ресиверах при неработающем двигателе и отключенных аккумуляторных батареях машины через гибкий рукав с насадкой.

Работа оборудования пожаротушения при необходимости использования воды:

* При выключенном (нормальном) положении пневмораспредели сля бак воды сообщается с атмосферой и при открытом шаровом кране свободно поступает в водяной насос высокого давления.

• При включенном положении пневмораспределителя сжатый возчух из воздушного ресивера через редукционный клапан (редуцированноедавление - 0,5 кг/см²) и по трубопроводу поступает в бак с водой, где создает подпор (избыточное давление) в результате выходящая струя воды находитсяпод давлением высоты столба и воздушного подпора.

11.Управление всеми агрегатами (технологическими и вспомогательными) сосредоточено на выносном пульте управления. Выносной пульт \правления отделён от электрошкафа.

12.Габариты машин (ТСЗМ-11ПГ, ТСЗМ-ПЭ, ТСЗМ-7ПГ) на базе шасси КрАЗ и МАЗ не выходят за предельные габариты, изложенные в Прайм чах дорожного движения, что позволяет выезд на автомобильные дороги общего пользования без согласования с органами ГАИ и тем самим расширя-ei возможную зону обслуживания объектов. Один завод по приготовлению мульсии может обслуживать несколько объектов (карьеров) достаточно да-'н'ко удаленных от него и таким образом сокращается срок окупаемости, как шнода, так и самих машин.

13. В автоматизированном режиме полное контрольное управление и контроль системы безопасности.

Автоматизированная система управления ТСЗМ состоит:

• Электронно-гидравлическую систему управления (ЭГСУ);

• Автоматическую систему управления (АСУ).

Автоматизиррванная система управления предназначена для управления технологическим оборудованием смесительно-зарядных машин в автоматическом режиме в процессе зарядки скважин и обеспечивает:

• Смешивание компонентов ЭВВ в определенных пропорциях с высокой точностью;

• Легкую настройку параметров технологических агрегатов их регулировку в широком диапазоне;

• Управление процессом зарядки с помощью периферийных датчиков ( все датчики, контактирующие с взрывчатой смесью имеют российскиесертификаты соответствия);

• Контроль давления, температуры, потока и уровней компонентов и готового продукта;

• Звуковую и световую (аварийную) сигнализацию при отклонении процесса от заданных параметров;

• Индикацию текущих параметров технологического процесса на панели оператора;

• Сохранение информации о количестве приготовленного продукта;

• Автоматическое отключение исполнительных механизмов в случае возникновения нештатных (аварийных) ситуаций;

• Управление исполнительными механизмами в ручном режиме, в случае возникновения нештатных (аварийных) ситуаций.

Все элементы автоматизированной системы управления выполнены в взрывобезопасном исполнении.

Таблица 1 Технические характеристики машин серии ТСЗМ

№ п/п	Наименование машины базовое шасси	Наименование ПВВ	Условия применения (водоустойчивость)	Г/п, кг (ПВВ+Вода)	Производитель ность, кг/мин
	ТСЗМ-11ПГ/ КрАЗ-65053	Гранэмит И-30	Сухие и обводненные
	ТСЗМ-ИЭ/	Эму-	Сухие и об-
	КрАЗ-65053	1ан»ПВВ-А» парки «ПВВ- А-70»	водненные
	ТСЗМ-20Ш/ БелАЗ-7540В	Гранэмит И-30	Сухие и обводненные
	ТСЗМ-ЗОПГ (модернизированная)/ БелАЗ-7958	Гранэмит И-30	Сухие и обводненные
	ТСЗМ-30ПГ-А/ БелАЗ-7958	Гранэмит И-50	Сухие
	тсзм-зо/ БелАЗ-7958	Тован	Сухие и обводненные
	ТСЗМ-7Ш7 МАЗ-630305-	Гранэмит И-30	Сухие и обводненные
	тсзм-п/ КрЛЗ-65053-02	Эму- лан»ПВВ- А» марки «ПВВ-А-70»	Сухие и обводненные
<)	тсзм-зоэ/ БелАЗ-7958	Эмонит	Сухие и обводненные		100-250

В последнее время в России идет интенсивное совершенствование смессвых ВВ и создание новых ЭВВ для открытых горных работ. В этой связи, ОАО «Гормаш» готово к сотрудничеству по разработке и изготовлению транспортных смесительно-зарядных машин на мобильных базах пред-юженных заказчиком как российского, гак и зарубежного производства для вновь созданных ЭВВ, разрешенных к применению в Российской Федерации.

I- Емкость селитры; 2- Емкость эмульсии; 3- Бак масла;
4- Бак воды; 5- Бак дизельного топлива: 6- Бак ГТД;

7- Трубопровод тмульсии; 8- Шнеки селитры;

9- Гндродвигатель шнеков селитры; 10- Насос дизельного топлива;

II- Гидродвигатель насоса дизельного топлива;

12- Трубопровод дизельного топлива; 13- Наклонный шнек; 14- ГндродйН! агель наклонного шнека; 15- Продольный шнек; 16- Гидродвигатель продольного шнека; 17- Приемный бункер; 18- Винтовой насос готового продукта; 19- Гидродвигатель винтового насоса; 20- Трубопровод готового продукта; 21- Барабан со шлангом; 22- Г идродви! а гель барабана; 23- Гидронасос масляный; 24- Насос воды; 25- Гидродвигатель насоса воды; 26- Мембрана предохранительная разрывная;

27- Гидроблок; 28- Насос эмульсии; 29- Гидродвигатель насоса эмульсии; 30- Насос ГГД; 31- Гидродвигатель насоса ГГД; 32- Фильтр; 33- Насос шестеренный.

Рисунок 1 - Схема технологических агрегатов транспортной смесиiельно-зарядной машины