Механизация заряжания шпуров и скважин

Техника взрывных работ, независимо от применяемого способа взрывания, включает выполнение важного процесса – заряжания шпуров и скважин.

В настоящее время этот процесс механизирован, т.е. заполнение шпуров, скважин и других емкостей взрывчатыми веществами производится с помощью специальных зарядных машин, допущенных Ростехнадзором России к постоянному применению.

Механизированное заряжание выполняется взрывниками, которые прошли курс обучения по механизированным способам заряжания и безопасной эксплуатации зарядных устройств, сдали экзамены экзаменационной комиссии и получили соответствующие удостоверения.

Механизированному заряжанию подлежат патронированные, водонаполненные или россыпные гранулированные ВВ, относящиеся по степени опасности при хранении и транспортировании ко II группе и не содержащие в своем составе нитроэфиров, гексогена или тэна.

Схемы и средства механизации взрывных работ на открытых работах.

Зарядные машины изготавливаются 2-х видов:

1. для заряжания скважин игданитом и гранулированными ВВ заводского производства,

2. для заряжания скважин водосодержащими ВВ.

Тип зарядной машины	Техническая производительность не менее кг/мин	Грузоподъемность по ВВ не менее, тонн	Диаметр заряжаемой скважины, мм
МЗ-1
МЗ-2
МЗ-3
МЗ-4
МЗ-5
МЗ-2 В
МЗ-3 В
МЗ-4 В
МЗ-5 В
МЗ-8, МЗ-12		Более 40	Более 200

Машины для водосодержащих и эмульсионных ВВ

В смесительно-зарядные машины «Акватол-1У» - 10 тонн; «Акватол-3» - 30 тонн; «Поремит-1У» - 6 тонн – для транспортирования эмульсии и газогенерирующей добавки, их смешивания для получения эмульсионного ВВ (поремита) и заряжания обводненных скважин под столб воды.

СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ВЗРЫВНЫХ

РАБОТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВЫБОРА СХЕМ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В КАРЬЕРАХ

Выбор схемы комплексной механизации взрывных работ яв­ляется исходным этапом при разработке комплекса отдельныхмашин.

Основными технологическими предпосылками при выборе схем комплексной механизации взрывных работ являются:

1. Высокая безопасность работ. Комплекс машин по механи­зации работ с ВВ должен в первую очередь отвечать условиям безопасности и надежности работ как отдельного механизма, так и целого комплекса машин и механизмов. В безопасности работы с ВВ огромное значение имеет контакт с ними рабочих. При выборе схем наиболее целесообразными будут те схемы, которые исключают контакт рабочих с ВВ или создают условия минималь­ного контакта рабочих с ВВ.

2. Высокая производительность труда и минимальные объемы работ, выполняемых вручную. На современных горных предприя­тиях большой объем работ с ВВ немеханизирован, в отдельных случаях ВВ три—пять раз подвергается ручной перевалке. Даже на некоторых механизированных комплексах ВВ один-два раза подвергается ручной обработке. Поэтому при выборе схем ком­плексной механизации необходимо стремиться к тому, чтобы объем ручных операций с ВВ был минимальным.

3. Применяемая схема комплексной механизации или ряд при­нятых для данного предприятия схем должны позволять механи­зировать заряжание двух-трех типов ВВ, иметь одинаковую на­грузку на все машины и механизмы, повысить экономическую эффективность взрывных работ, сократить сроки заряжания сква­жин и увеличить масштаб массовых взрывов.

Выбор схем комплексной механизации должен определяться технологическими и организационными предпосылками и учиты­вать все факторы, влияющие на выполнение работ.

На выбор схем оказывают влияние следующие факторы.

1. Тип взрывчатых веществ: гранулированные ВВ; простейшие ВВ типа игданит; водонаполненные ВВ.

2. Мощность предприятия — большой производственной мощ­ности с объемом взрывных работ 10—50 тыс. т ВВ в год; средней производственной мощности с объемом взрывных работ 1— 10 тыс. т ВВ в год; небольшой производственной мощности с объемом взрывных работ 200—1000 т в ВВ в год:

3. Условия доставки ВВ на предприятия — в мешкотаре в ва­гонах МПС; в мешкотаре в вагонах предприятия-получателя ВВ; в специальных контейнерах; в специализированных цистернах.

4. Стадия развития предприятия: а) эксплуатация действую­щего предприятия с построенными базисными складами ВМ; б) реконструкция базисных складов ВМ; в) проектирование ба­зисных складов; г) создание и проектирование крупных межот­раслевых комплексно-механизированных предприятий по ведению взрывных работ с механизированными базисными складами.

Технологическая схема комплексной механизации определяет последовательность выполнения всех работ с учетом рассмотрен­ных выше технологических и организационных факторов.

При выборе схемы комплексной механизации взрывных работ для предприятия, использующего несколько типов ВВ, например гранулированные ВВ промышленного приготовления, игданиты и водонаполненные ВВ, методом технико-экономического анализа делается оценка сначала выбора той или иной схемы для одного типа ВВ, а затем и экономическое обоснование применения двух-трех типов ВВ и схемы комплексной механизации взрывных работ. В соответствии с принятой схемой разрабатывается иля применяется серийно выпускаемый комплекс машин и механизмов для заряжания скважин. Таким образом, выбору схем комплексной механизации взрывных работ на предприятии должна пред­шествовать большая работа по глубокому анализу организацион­ных и технологических факторов, а затем — технико-экономиче­ское обоснование выбранной схемы механизации для каждого ВВ и всего комплекса машин и механизмов для заряжания всех типов ВВ.

СХЕМА КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОСТЕЙШИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Рис. 1. Схема комплексной механизации при работе с игданитом и доставке аммиачной селитры автомобильным транспортом (а) и железнодорожным транспортом (б)

При использовании на предприятии простейших ВВ (игданитов) экономическая эффективность их применения будет повышаться при комплексной механизации работ по доставке, приготовлению и заряжанию. В этих условиях огромное значение имеет выбор схем комплексной механизации.

В практике нашей страны и за рубежом применяют много схем комплексной механизации по доставке компонентов, приготовлению и заряжанию простейших ВВ.

Рассмотрим шесть основных схем, описанных в литературе, применяемых на практике и рекомендуемых к использованию их на горных предприятиях.

I. Схема комплексной механизации при автомобильной доставке аммиачной селитры (рис. 1) может быть использована в том случае, когда горное предприятие размещается в радиусе 100 км от завода изготовителя аммиачной селитры. В этом случае доставку аммиачной селитры целесообразно производить в ма­шинах 1 типа (цементовоз) в россыпном виде. Аммиачная селитра доставляется в россыпном виде, сжатым воздухом по шлангу 2 подается на ленточный конвейер 3, затем в здание 4 для хране­ния. В здании мостовой кран 5 с бадьей 6 перемещает аммиачную селитру по территории склада и в бункер 8 с роторной дробилкой. В здании склада находится погрузчик 7 аммиачной селитры в бадьи. После роторной дробилки аммиачная селитра подается на наклонный ленточный конвейер 9 и по нему в смесительную установку 10. Приготовленный, в смесительной установке игданит попадает в бункер-накопитель 11 и по мере потребности загружается в зарядную машину 12. Зарядная машина доставляет ВВ на карьер и заряжает им скважину.

При отсутствии цементовозов аммиачная селитра может доставляться на предприятия в зарядных машинах с пневматическими диафрагмами и выгружаться самотеком в приемный лоток ленточного конвейера. На указанной схеме подача аммиачной селитры при необходимости может производиться в лоток конвейером 9 и передаваться в смесительную установку для приготовления игданита. Тем самым сокращается объем перегрузок и повышается экономическая эффективность схемы.

Достоинства схемы: отсутствует ручной труд; при подборе необходимой техники можно достигнуть высокой производитель­ности установки; высокая надежность и простота схемы. Однако перегрузка аммиачной селитры и ее автомобильная подача снижают экономическую эффективность схемы. Эта операция может быть исключена при непосредственной подаче аммиачной селитры на конвейер 9 для передачи в смесительную установку.

Указанная схема принята в установке «Кривбасс» предприятия «Кривбассвзрывпром».

П. Схема комплексной механизации при доставке аммиачной селитры железнодорожным транспортом в россыпном виде. Схема комплексной механизации доставки и хранения компонентов, при­готовления и заряжания игданитов (рис. 1,6) может быть при­менена в том случае, когда горное предприятие размещается на значительном расстоянии от завода—изготовителя аммиачной селитры и последняя подается на горное предприятие в железно­дорожных вагонах 13 в россыпном виде. Выгрузка аммиачной селитры из вагона на конвейер выполняется с помощью ковшового погрузчика 14 или вакуумной установки. Остальные процессы: хранение, перегрузка, дробление, смешивание и погрузка в зарядную машину осуществляются по схеме I. Если в качестве средств доставки аммиачной селитры принять саморазгружающиеся вагоны-хопперы, то схема приобретает индивидуальный вид. В этом случае аммиачная селитра попадает непосредственно на конвейер, а затем до зарядной машины все операции проходят по схеме I.

Достоинства схемы: отсутствие ручного труда и контакта рабочих с ВВ; высокая производительность комплекса; надежность и простота применяемой схемы.

Недостатки: возможность слежи­вания аммиачной селитры в вагоне во время транспортирования; перегрузка селитры на складе; не разработан вопрос выгрузки аммиачной селитры из вагонов.

III. Схема комплексной механизации при доставке аммиачной селитры железнодорожным транспортом в мешкотаре. Аммиачная селитра в мешкотаре доставляется на горное предприятие в же­лезнодорожных вагонах (рис. 2, а). Загрузка вагонов аммиачной селитрой в мешкотаре наиболее целесообразна штабелями без поддонов.

Для выгрузки аммиачной селитры из вагонов целесообразно использовать машину / с вакуумным захватом. Машина работает

Рис. 2. Схема комплексной механизации заряжания игданитом при доставке аммиачной селитры железнодорожным транспортом в мешкотаре

в комплексе с ленточным конвейером, часовая производительность комплекса 300—360 мешков. После выгрузки из вагона мешки с аммиачной селитрой по конвейеру попадают в растариватель 2. После растаривания аммиачная селитра хранится в здании. Все последующие операции выполняются по схемам I—П.

Достоинства схемы: высокая производительность по выгрузке аммиачной селитры из вагона; отсутствие ручного труда и кон­такта рабочих с селитрой; высокая производительность комплекса.

IV. Схема комплексной механизации при доставке аммиачной селитры в железнодорожных вагонах и хранении ее в мешкотаре (рис. 2,6). Аммиачная селитра доставляется на предприятия в железнодорожных вагонах. Выгрузка мешков с аммиачной се­литрой и формирование пакетов на поддонах выполняются вруч­ную. Пакеты мешков на поддонах 3 с помощью электропогрузчика доставляются в здание 4 и остаются там для длительного хра­пения.

С помощью электропогрузчика поддоны доставляются к месту растаривания и мешки вручную подаются в установку 5. В качестве смесительной установки применяется ИСИ-1, которая произ­водит растаривание, рыхление аммиачной селитры, ее просеива­ние и смешивание с дизельным топливом. Готовый игданит пере­дается конвейером 6 на шнековый транспортер 7, далее — в бун­кер-наполнитель 8, а затем в зарядную машину. Зарядная машина доставляет ВВ на карьер и выполняет заряжание.

Достоинства схемы: хранение аммиачной селитры в мешках уменьшает число перегрузок. Недостатки: применение ручного труда при формировании пакетов на поддонах и выгрузке в уста-

Рис. 3. Схема комплексной механизации при работе игданитом и хранении аммиачной селитры в хранилищах с пневмодиафрагмами

. Недостатки: применение ручного труда при формировании пакетов на поддонах и выгрузке в установку; слеживание аммиачной селитры в мешках при хранении на складах.

Рассмотренная схема применена при разработке варианта комплексной механизации приготовления игданита во ВНИИ-1 для п. о. «Северовостокзолото».

V. Схема комплексной механизации при хранении аммиачной селитры в специальных емкостгх. Для уменьшения объема пере­грузочных работ, исключения ручного труда и контакта людей с аммиачной селитрой и ВВ может быть предложена схема ком­плексной механизации (рис. 3), отличительной особенностью кото­рой является то, что аммиачная селитра хранится в емкостях с пневматическими диафрагмами. Пневматические диафрагмы периодически рыхлят содержащуюся в емкостях аммиачную се­литру, не давая ей слеживаться, и при необходимости обеспечи­вают быструю выгрузку аммиачной селитры. В условиях Кривбасса ячейка такого хранилища испытана в течение четырех месяцев и показала высокую эффективность хранения аммиачной селитры.

Аммиачная селитра поступает на предприятие в вагонах в растаренном виде или в мешкотаре. И в том и другом случае имеются механизмы 2 для выгрузки селитры на конвейер 3 растаривающей установки 4, 5. Если селитра подается в растаренном виде в обычных вагонах, то подачу ее на ленту конвейера про­изводят с помощью погрузчика, если — в саморазгружающихся вагонах, то разгрузка ее идет прямо на ленту. Если селитра подается в мешкотаре, то выгрузка из вагонов идет с помощью погрузчиков с вакуумными захватами.

Выгруженная селитра подается на конвейер передвижного растаривателя, затем в головку растаривания 5 и высыпается в секцию склада 6 для постоянного хранения. По мере необходи­мости ленточным конвейером 7 аммиачная селитра подается в сме­сительную установку 8 с бункером-накопителем. Для рыхления аммиачной селитры в процессе хранения и выгрузки ее из секции склада используются пневматические диафрагмы 9 (вид 1—1).

При необходимости для приготовления игданита открывается затвор секции склада и селитра по конвейеру 10 (вид II— II) подается в смеситель 5. Готовый игданит пересыпается в бункер-накопитель //, а затем в зарядную машину 12 для доставки на карьер и последующего заряжания скважин.

Достоинства схемы: 1) полная механизация всех работ по хранению, изготовлению и заряжанию игданитов; 2) высокая про­изводительность комплекса; 3) отсутствие перегрузок; 4) высокая надежность и простота схемы; 5) отсутствие контакта рабочих с аммиачной селитрой и ВВ. Схема применяется на карьерах Кривбасса и других.

VI. Схема комплексной механизации с использованием башен­ных складов разработана специалистами Южгипроруды. Тип ба­шенного склада аммиачной селитры приведен на рис. 4. В ука­занной схеме для предупреждения слеживания аммиачной селитры предусматривается периодическое перепускание ее по замкнутой системе с помощью камерных насосов. Однако в ре­зультате перепуска аммиачная селитра частично разрушается, образующаяся мелкодисперсная пыль способствует слеживанию аммиачной селитры; кроме того, затрудняется равномерное сме­шивание аммиачной селитры с дизельным топливом. Постоянное перепускание аммиачной селитры удорожает стоимость ее хра­нения.

Наличие в схеме хранилища камерных насосов позволяет при необходимости подать аммиачную селитру в любую точку смеси­тельной установки. Со смесительной установки аммиачная селитра через бункер-наполнитель попадает в зарядную машину.

Испытания башенных хранилищ для аммиачной селитры в про­изводственных условиях показали, что селитру можно хранить не более 15 дней.

Рис. 4. Башенный склад аммиачной селитры:

1 — камерные насосы; 2 — аэробункер; 3 — брезентовый рукав для выпуска аммиачной селитры; 4 — вагон для доставки аммиачной селитры на горное предприятие; 5 — транспорт­ная труба; 6 — башня (хранилище) аммиачной селитры; 7 — бункер-осадитель; 8 — воздухо­провод; 9 — пневморазгружатель; 10 — аэрожелоб; 11 — перегрузочный бункер

Недостатки схемы: слеживание аммиачной селитры и разру­шение зерен в процессе хранения; использование камерных насосов, ограничение производительности установки при наличии в схеме трубопроводного транспорта.

Рассмотренные схемы комплексной механизации доставки и хранения аммиачной селитры, подготовки к заряжанию игдани-тов в том или ином виде применяются на горных предприятиях и дают определенный экономический эффект.

Для стадии проектирования в зависимости от условий работы мы можем рекомендовать V, I, II и III схемы. Они позволяют механизировать все процессы, обеспечить высокую производитель­ность комплекса, безопасность работ и надежность работы меха­низмов. По этим схемам в основном разработаны все механизмы и машины. Значительная часть их выпускается серийно или опыт­ными партиями.

СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ ХРАНЕНИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В МЕШКОТАРЕ

В нашей стране при использовании ВВ принят двукратный его учет на базисных и расходных складах ВМ. Поэтому ВВ, посту­пающее на предприятие-потребитель, перемещается по следующей

Рис. 5. Схема комплексной механизации постоянно действующего растаривающего комплекса

схеме. ВВ поступает на базисный склад ВМ в вагонах МПС, выгружается из них в хранилище. ВВ для массовых взрывов на карьеры транспортируют автомобилями через расходный склад ВМ.

На современных крупных горных предприятиях в эксплуатации находятся действующие склады ВМ. В этих условиях невозможно полностью механизировать все разгрузочно-погрузочные работы с ВМ. Инженерно-технические службы предприятий пытаются найти промежуточные решения, дающие возможность использо­вать действующие склады и до некоторой степени механизировать погрузочно-разгрузочные работы и растаривание ВВ для механи­зированного их заряжания. В результате возникла идея создания постоянных растаривающих комплексов для частичной механиза­ции работ с ВВ.

Схемы комплексной механизации погрузочно-разгрузочных ра­бот, растаривания ВВ, его погрузки в зарядные машины и заря­жания скважин при использовании постоянных растаривающих комплексов приведены на рис. 5. ВВ подается на склад в ваго­нах 1. У вагона на поддонах из мешков формируются пакеты 3. С помощью электропогрузчика 2 пакеты доставляются в здание - хранилище 4, где остаются для постоянного хранения. По мере потребности пакеты с ВВ доставляются электропогрузчиком к по­стоянной растаривающей установке. По наклонному конвейеру 5 ВВ подается на растаривающую установку 6 типа УРВ-2. Растаренное ВВ попадает в бункер-накопитель 7, а по мере необходи­мости— в зарядную машину 8 и в скважину 11. Мешкотара после растаривания ВВ по лотку 9 выгружается в прицеп 10 и затем отправляется в отведенное место.

Достоинство принятой схемы необходимо рассматривать с уче­том работы действующих на большинстве горных предприятий базисных складов, где принята следующая схема погрузочно-раз-грузочных работ. ВВ вручную выгружается из вагона и достав­ляется к месту его хранения на складе. Затем грузится на авто­машины, выгружается на карьере и после ручного растаривания высыпается в скважину. В общей сложности получаются четыре ручные погрузки и две ручные переноски. Такая технология при­нята на большинстве горных предприятий.

Рассмотренная выше схема реализована на промышленном предприятии «Кривбассвзрывпром». В постоянном растаривающем комплексе работает растаривающая установка УРВ-2 конструк­ции КазПТИ.

Достоинства указанной схемы с учетом приведенных выше замечаний: использование существующих базисных складов; более чем в три раза уменьшается объем трудоемких процессов; нали­чие бункера-наполнителя дает возможность заготовить ВВ для заряжания и позволяет повысить производительность и снизить простои зарядных машин под погрузкой; высокая производитель­ность всего комплекса; небольшие расходы на механизацию всех работ по указанной схеме. Данная схема впервые была реализо­вана при организации крупных массовых взрывов в Кривбассе. Однако механизация всего комплекса не обеспечивается, а от места хранения до растаривающего комплекса — значительное расстояние и при больших взрывах приходится грузить ВВ на поддонах в автомашины, а около растаривающей установки по­грузчиком снимать и по одному мешку подавать на конвейер; нет мобильности работ и приходится иметь установку на каждом складе.

И все же указанную схему (как первый вариант механизации взрывных работ на карьерах) необходимо рекомендовать пред­приятиям, имеющим базисные склады, широко внедрять в про­изводство.

На предприятиях с небольшим объемом взрывных работ более эффективна схема, приведенная на рис. 6, с передвижной раста­ривающей установкой. Указанная схема располагает теми же недостатками и достоинствами, что и предыдущая. Обе эти схемы являются промежуточными, но их применяют широко.

Нами предложены и разработаны технологические схемы ком­плексной механизации, предусматривающие полную механизацию трудоемких процессов при ведении взрывных работ на карьерах

Разработаны технологические схемы механизации трудоемких про­цессов при применении на карьерах гранулированных ВВ завод­ского изготовления.

Рис. 6. Схема комплексной механизации для предприятий с малым объемом взрывных работ:

1 — вагон;

2 — электропогрузчик;

3 — пакет мешков с ВВ на поддонах;

4 — помещение для постоянного хранения;

5 — ленточный конвейер растаривающей установки;

6 — растариваю­щая головка;

7 — зарядная машина

Комплекс машин и механизмов, входящих в ту или иную технологическую схему, определяется видом тары, в ко­торой ВВ поступает с завода-изготовителя на базисный склад ВМ. В случае поступления ВВ с завода-изготовителя в бумажной мешкотаре (первый вариант) вагоны МПС, загруженные ВВ, с внутренней маркировкой и необходимыми пломбами поступают на базисные склады ВМ предприятия-потребителя. На базисном складе вагоны с ВВ используются в качестве его хранилища.

Рис. 7. Схема механизации на расходном складе или на площадке на борту карьера

За счет имеющегося обменного фонда предприятие-потребитель возвращает МПС определенное число порожних вагонов.

При потребности ВВ на карьерах вагоны с помощью локомо­тива транспортируются на расходный склад ВМ или место рас­таривания на борту карьера (рис. 7). Здесь вагоны устанавли­ваются к растаривающим машинам 2 типа МПР-30. При этом ВВ в бумажной мешкотаре из вагона МПС по рольгангу попадает на конвейер растаривающей машины, по которому транспортируется к растаривателю. После растаривания ВВ через погрузочный проем растаривателя попадает в бункер транспортно-зарядной машины 3 типа МЗ-8, МЗ-12, с помощью которой осуществляются доставка ВВ на карьеры и механизированное заряжание скважин.

Когда расстояния транспортировки ВВ от расходного склада сравнительно велики (порядка 15—20 км), вблизи карьеров целе­сообразно иметь промежуточный расходный склад ВМ. Данный склад представляет собой оборудованную площадку с земляной обваловкой, железнодорожными путями и одной или несколькими растаривающими машинами МПР-30. В данном случае вагоны с ВВ транспортируются из базисного склада непосредственно на площадку промежуточного расходного склада ВМ, где ВВ с по­мощью машин МПР-30 растаривается и загружается в бункера зарядных машин.

Рис. 8. Схема механизации на базисном складе:

1 — вагон МПС;

2 — погрузочно-растаривающая машина МПР-30;

3 — емкость базисного склада;

4 — зарядная машина;

5 — дозатор секции базисного склада;

6 — силовая диафрагма

7 — конвейер для удаления мешкотары

После этого зарядными машинами ВВ достав­ляется на место проведения массовых взрывов. Нахождение про­межуточного расходного склада вблизи карьера способствует уве­личению производительности и эффективности использования растаривающих и зарядных машин.

В данном варианте общее число необходимых вагонов для предприятия-потребителя определяется из расчета коэффициента обмена. В частности, фактический коэффициент обмена для Кривбасса за 1973 г. составляет 13, необходимое число вагонов грузо­подъемностью 60 т — 90 шт. Однако, если организовать нормаль­ное снабжение предприятия ВВ, можно обеспечить коэффициент обмена, равный 20—24. Тогда понадобятся всего 57—62 вагона той же грузоподъемности.

При первом варианте _ технологической схемы повышается про­изводительность труда благодаря централизованной доставке ВВ на карьеры и сокращению расстояния доставки ВВ в зарядных машинах. В случае, когда расходный склад ВМ находится неда­леко от карьеров или невозможно разместить вблизи карьера промежуточный склад, целесообразнее второй вариант техноло­гической схемы (рис. 8). При этом варианте ВВ поступает в же­лезнодорожных вагонах на базисный склад. Здесь вагоны подаются к растаривающей машине МПР-30, после чего ВВ в бумажной мешкотаре из вагонов МПС поступает на конвейер машины МПР-30, по которому транспортируется к ее растаривающей го­ловке, после растаривания под действием силы тяжести через разгрузочный проем ВВ загружается в одну из секций хранилища с управляемыми пневмодиафрагмами. По мере потребности ВВ с помощью пневмодиафрагмы выгружают из секций. При этом ВВ через дозаторное устройство секции под действием силы тя­жести попадает в бункер зарядных машин МЗ-8, МЗ-12 (или СУЗН-5А), выполняющих доставку ВВ на карьеры и механизи­рованное заряжание скважин.

В случае необходимости возможна загрузка ВВ в транспортно-зарядные машины непосредственно машиной МПР-30, минуя сек­ции хранилища. Для этого у хранилища предусматривается пло­щадка, на которой зарядная машина устанавливается под за­грузку.

Предварительные расчеты свидетельствуют о том, что при внедрении первого варианта схемы, в частности в Кривбассе, годовой экономический эффект составит 670 тыс. руб., а вто­рого — 580 тыс. руб.

3.4. СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ ХРАНЕНИИ ВВ В СПЕЦИАЛЬНЫХ ЕМКОСТЯХ

Рассмотренные выше схемы предусматривают поступление ВВ на предприятия в мешкотаре, что связано с необходимостью их непроизводительной выгрузки из вагонов.

Ниже предложены технологические схемы комплексной меха­низации при ведении взрывных работ, предусматривающие поступ­ление ВВ на базисный склад в специальных вагонах-цистернах в насыпном виде.

На базисном складе вагоны-цистерны устанавливаются на об­валованных площадках в качестве хранилищ. За счет имеющегося обменного фонда предприятие-потребитель возвращает на завод-изготовитель необходимое число порожних вагонов-цистерн. При этом варианте комплексной механизации технологические опера­ции выполняются в следующей последовательности (рис. 9).

Вагон-цистерна 1 транспортируется из базисного склада ВМ непосредственно на промежуточный склад вблизи карьера. Здесь В В по наклонному желобу 2 под действием силы тяжести из цистерны попадает в бункер зарядной машины 3, после чего ВВ доставляется на место проведения взрывных работ.

При применении данного варианта схемы исключаются пункты растаривания на складах предприятий-потребителей, а следова­тельно, отсутствуют расходы на растаривание и расфасовку ВВ в мешкотару на заводах-изготовителях.

Вагон-цистерна с управляемыми пневмодиафрагмами пред­назначена для транспортирования ВВ от завода-изготовителя на базисный склад ВМ, хранения ВВ и доставки его на карьер. Вагон-цистерна изготовляется из нержавеющей листовой стали, представляет собой емкость цилиндрической формы, по длине раз­деленную на пять секций (грузоподъемностью 12 т каждая) с за­грузочными и выпускными проемами и дозаторами. В каждой секции цистерны имеется управляемая пневмодиафрагма, изготов­ленная из специальной прорезиненной ткани, которая обеспечивает снятие зарядов статического электричества.

Пневмодиафрагма предназначена для периодического рыхле­ния ВВ во время его хранения на базисном складе и интенсивной выгрузки его из секции цистерны в бункер зарядной машины. Для этого пневмодиафрагма герметично закрепляется в средней части секции по периметру ее стенок. Во время рыхления или выгрузки ВВ из секции цистерны сжатый воздух (под давлением 0,02— 0,03 МПа) подается в полость, образованную между стенками секции и пневмодиафрагмой. Выпускные проемы заканчиваются съемным дозирующим устройством для учета выгружаемого ВВ.

Для нормальной работы применительно к условиям Кривбасса достаточно иметь 100—150 вагонов-цистерн (при коэффициенте обмена 13). Если коэффициент обмена увеличить до 24, то пред­приятию понадобится не более 80 вагонов.

Экономический эффект от внедрения третьего варианта техно­логической схемы по Кривбассу ожидается весьма значительный. Сумма экономического эффекта значительно возрастает при использовании вагонов-цистерн, изготовленных из черного металла, с антикоррозийным покрытием внутри секций.

Описанные выше три варианта технологической схемы ком­плексной механизации при ведении взрывных работ позволяют механизировать растаривание ВВ из мешкотары, загрузку заряд­ных машин и зарядку ВВ в скважины на карьерах. Однако при переработке ВВ на складах н ключен контакт обслуживающего персонала с ВВ, кроме того имеются места пылеобразования, что в значительной степени ухудшает условия труда.

В связи с этим разработана технологическая схема с исполь­зованием универсальных контейнеров с управляемыми пневмо-диафрагмами и силовыми направляющими потоками — V вариант (рис. 10), обеспечивающая полную механизацию всех трудоемких процессов при ведении взрывных работ на карьерах.

При этом варианте технологической схемы основные операции выполняются в следующей последовательности. На заводе-изгото­вителе гранулированные ВВ загружаются в универсальные кон­тейнеры, которые размещаются в вагоне-гондоле на одной из торцевых сторон. При подобном размещении контейнеров в вагоне коэффициент использования его грузоподъемности возрастает до 0,8.

Вагоны 1, загруженные контейнерами 2, транспортируются на базисные склады предприятий-потребителей. Здесь контейнеры с помощью подъемного крана 3 устанавливаются на площадку для хранения в рабочем положении. После выгрузки ВВ из ваго­нов в них снова загружаются порожние контейнеры из имеюще­гося обменного фонда.

По мере потребности ВВ на карьерах контейнеры подъемным краном устанавливаются на шасси зарядной машины 4 типа МЗ-8 или МЗ-12, выполняющей доставку ВВ и механизированное заря­жание скважин. Грузоподъемность контейнеров принята 7 и 10 т соответственно грузоподъемности зарядных машин типа МЗ-8 и МЗ-12.

По окончании заряжания на карьерах зарядные машины воз­вращаются на склад. Здесь краном порожний контейнер сни­мается с зарядной машины и устанавливается на площадке хра­нения или непосредственно в вагон. Груженные порожними контейнерами вагоны МПС отправляются на завод-изготовитель, и цикл повторяется.

Проектом предусматривается также и длительное хранение ВВ в контейнерах. Для предотвращения слеживания аммиачно-селит-ренных ВВ необходимо периодически их рыхлить. Рыхление и перемешивание ВВ в контейнере осуществляется пневмодиафраг­мой и силовым направляющим потоком сжатого воздуха, пода­ваемого в полость между пневмодиафрагмой и стенками контей­нера. Рыхление и перемешивание повторяется через каждые 7—10 дней.

При необходимости контейнеры с ВВ могут подаваться в ва­гонах МПС непосредственно на карьер, что сократит время до­ставки ВВ и повысит эффективность зарядных машин.

Контейнер представляет собой емкость прямоугольной формы, выполненную из нержавеющей стали (рис. 11). В верхней части имеется загрузочный люк, а в нижней — проем с шиберной за­слонкой для стыковки с дозирующим устройством на зарядной машине, на которой контейнер устанавливается и фиксируется штыковым фиксатором.

В основании контейнера имеются механизмы для закрепления на зарядной машине.

Рис. 11. Выгрузка контейнера для доставки и хранения ВВ: 1 — вагон; 2 — контейнер; 3 — автокран; 4 — зарядная машина

Внутри бункера установлена силовая пневмодиафрагма с си­ловым направляющим потоком, с помощью которой выполняются рыхление, интенсивная выгрузка ВВ при заряжании скважин на карьерах.

Для нормальной работы применительно к условиям карьеров Кривбасса достаточно иметь обменный фонд в количестве 900 кон­тейнеров.

Применение технологической схемы этого варианта поз­воляет сократить капитальные затраты на хранилища ВВ, ликви­дировать расходы на расфасовку, растаривание ВВ и мешкотару. Экономический эффект от внедрения этого варианта технологиче­ской схемы комплексной механизации при ведении взрывных ра­бот только по Кривбассу может составить около 1 млн. руб.

СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ВОДОНАПОЛНЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

В условиях горных предприятий с различной степенью обвод­ненности наиболее эффективно применение ВВ, водонаполнение которых выполняется на местах применения. Схемы комплексной механизации зависят от метода водонаполнения. В связи с этим целесообразно рассмотреть классификацию ВВ, предложенную проф. Т. П. Демидюком.

I. Водосодержащие ВВ, поставляемые на горные предприятия
в готовом для заряжания виде в целлофановой упаковке.

II. Водосовместимые ВВ, поставляемые заводами в сухом виде
и совмещаемые с водой в процессе заряжания (акватол 65/35,
алюминизированный акватол М-15).

III. Гранулотол, алюмотол и др. в высококонцентрированном водном растворе селитры, предложенные проф. А. Н. Ханукаевым и названные горячельющимися водонаполненными ВВ.

IV. Растворсодержащее ВВ — ифзанит, в котором сухая фаза содержит аммиачную селитру и сенсибилизатор, а количе­ство наполняющего насыщенного раствора аммиачной селитры принято близким к объему междугранульных пустот сухой фазы.

Исходя из этой классификации рассмотрим применяемые в промышленности схемы комплексной механизации работ при использовании водонаполненных ВВ.

ВВ группы I трудно поддаются механизированному заряжа­нию и их применение, вероятно, будет ограничено.

ВВ группы II поступают на предприятия в сухом виде в меш­котаре. Для водосовмещения сухих акватольных смесей завод­ского изготовления непосредственно перед заряжанием в Гипро-никеле создана смесительно-зарядная машина «Акватол».

На предприятие ВВ доставляется в вагонах, у вагона форми­руются пакеты мешков на поддонах и транспортируются электро­погрузчиком на склад для хранения. С помощью погрузчика ВВ грузится в автомашины. В карьере ВВ вручную загружается в смесительно-зарядную машину «Акватол» (рис. 12, а), в кото­рой имеются бак с водой, электронагреватели, смеситель, загру­зочный ковш и насос для принудительной подачи в скважину готовой смеси.

Недостатком упомянутой схемы являются две немеханизиро­ванные перекидки ВВ при формировании пакетов и при загрузке ВВ в машину «Акватол». Необходимость нагрева и перемешива­ния ВВ с водой в течение нескольких часов, а также конструктив­ные недостатки этой машины резко ограничивают возможность использования водосовместимых ВВ.

Горячельющиеся водонаполненные ВВ для заряжания сква­жин при подготовке горячего раствора аммиачной селитры в ста­ционарной установке (рис. 12,6) применяются на горнодобывающих предприятиях ЦМ, ЧМ и УП России.

Рис. 12. Схемы комплексной механизации:

а — сиспользованием смесительно-зарядной машины «Акватол»;

б — с использованием ста­ционарной установки для приготовления горячего раствора аммиачной селитры

1 —- вагон;

2 — электропогрузчик;

3 — пакет мешков ВВ на поддонах;

4 — хранилище ВВ;

5 — автомашины для доставки ВВ в карьер;

6 — смесительно-зарядная машина «Акватол»;

7 — передвижной растариватель;

8 — смесительно-зарядная машина с емкостями для различ­ных типов ВВ;

9 — стационарная установка для приготовления горячего раствора се

литры;

10 — машина для доставки горячего раствора аммиачной селитры на

карьер;

11 — шланг для подачи горячего раствора в смесительную установку

Схема комплексной механизации приготовления ифзанитов (рис. 13). Для приготовления ифзанитов на Соколовско-Сарбайском комбинате, по предложению проф. Г. П. Демидюка, специа­листами НИПИГормаша разработан и изготовлен комплекс машин для растаривания аммиачной селитры, приготовления и заряжания скважин водосодержащими ВВ.

Рис. 13. Схема комплексной механизации при работе с ифзанитами

ВВ поступает на предприятия в вагонах 1. У вагонов форми­руются пакеты 2, которые погрузчиками 3 доставляются в храни­лище 4. Далее ВВ и аммиачная селитра с помощью электропогрузчика доставляются к месту растаривания 5. После растаривания ВВ попадает в зарядную машину 7. Раствор аммиачной селитры приготовляется на нагревательно-смесительной уста­новке 6 типа НСУ-1. Бак и емкости зарядной машины МЗ-ЗВ за­полняются раствором аммиачной селитры, сухой селитрой и граммонитом и машина направляется в карьер. У скважины выполняют перемешивание компонентов и заряжание. Наличие двух бункеров и бака с жидким раствором аммиачной селитры позво­ляет составить ВВ различной мощности.

Машина МЗ-3 выполняет заряжание только сухих скважин. Ведутся разработки для подачи ифзанитов по зарядному рукаву под столб воды в скважине.

По схеме комплексной механизации для приготовления водонаполненных ВВ с помощью перегретого пара у устья скважины (рис. 14) ВВ поступает в вагонах и хранится на складе до заря­жания. По мере необходимости ВВ растаривается, загружается в зарядную машину и доставляется на карьер.

Рис. 14 Схема комплексной механизации при использовании перегретого пара:

1 — вагон;

2 — ленточный конвейер растаривателя;

3 — растаривающая головка;

4 — заряд­ная машина с пневмодиафрагмами;

5 — лоток для дозировки и смешивания ВВ с перегретым паром;

6 — установка для выработки перегретого пара и его подачи в лоток зарядной машины;

7 — шланг для подачи пара;

8 — заряжаемая скважина

На заряжаемом блоке размещается установка с водой и парообразователем. Насыщенный пар в требуемом объеме подается в лоток зарядной машины, где образуется жидкое ВВ, после чего оно подается в скважину.

АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СХЕМ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В КАРЬЕРАХ

Рассмотренные выше схемы комплексной механизации взрыв­ных работ с применением игданита, гранулированных и водонаполненных ВВ показывают, что представляется возможным обос­новать выбор оптимального варианта, однако при этом следует исходить из следующих позиций.

В стране построено большое число складов для хранения ВВ. Их одновременная перестройка для полной механизации нецеле­сообразна. Поэтому схемы механизации следует выбирать с уче­том конкретных условий. Водонаполненные ВВ и игданиты при­меняются в сравнительно небольших объемах и требуется даль­нейшее их совершенствование. Наиболее широко применяются гранулированные ВВ, поэтому представляется целесообразным провести в первую очередь анализ эффективности схем комплекс­ной механизации взрывных работ с использованием этих ВВ.

За исходную примем схему, когда ВВ поступает в вагонах РЖД, мешки выгружаются на поддоны, погрузчиком достав­ляются к растаривателю, растариваются и зарядными машинами с пневматическими диафрагмами выполняется заряжание. Могут быть применены и постоянно действующие растаривающие пункты.

При этой схеме организация транспортирования и хранения ВВ предусматривает его двукратный учет — на базисных и рас­ходных складах. В начале ВВ поступает на базисный склад, хра­нится там определенный срок, а затем автотранспортом достав­ляется на расходный склад или транзитом в карьер. К месту ведения взрывных работ ВВ по мере необходимости доставляется зарядными машинами грузоподъемностью 4—10 т на расстояние 20—30 км. Удельный вес ручного труда по переработке 1 т ВВ с применением комплекса машин на погрузо-разгрузочных рабо­тах составляет 45—55%. Предусматриваются четыре варианта схемы комплексной механизации взрывных работ.

Вариант I. Вагоны МПС с мешками ВВ поступают на базисный склад. За счет имеющегося обменного фонда предприя­тия порожние вагоны возвращаются МПС. ВВ остается на хра­нении непосредственно в вагонах, т. е. вагоны используются в ка­честве хранилища базисного склада. При необходимости вагоны подаются непосредственно на площадку вблизи карьера, где про­изводятся механизированное растаривание мешков ВВ и погрузка его в зарядные машины.

Вариант II. Вагоны с ВВ устанавливаются у передвижной или стационарной растаривающей установки. ВВ в мешкотаре из вагонов подается на конвейер погрузочно-растаривающей уста­новки МПР-30, по которому транспортируется и загружается в одну из секций хранилища с пневмодиафрагмами. Далее ВВ из секции хранилища через дозаторное устройство загружается в за­рядные машины МЗ-8 или МЗ-12, с помощью которых достав­ляется в карьер.

Вариант III. В качестве транспортирующей емкости исполь­зуются секционные вагоны-цистерны с силовыми диафрагмами, загружаемые на заводах-изготовителях насыпным взрывчатым веществом. На базисных складах ВВ хранится в вагонах-цистер­нах. В дальнейшем из базисного склада ВВ поступает на расход­ный склад или на специально оборудованную площадку вблизи карьера, где происходит его механизированная перегрузка в за­рядные машины. Для предотвращения слеживаемости ВВ в ваго­нах-цистернах имеются силовые диафрагмы, которые в заданные периоды времени приводятся в действие сжатым воздухом, чем достигается рыхление и перемешивание ВВ в каждой секции ва­гона-цистерны.

Вариант IV. На заводах-изготовителях ВВ загружается в специальные контейнеры с пневмодиафрагмами для доставки на базисные склады, затем краном выгружаются на площадку для хранения. По мере потребности контейнеры устанавливаются на шасси зарядных машин и доставляются к месту заряжания.

Важнейшей предпосылкой правильной оценки эффективности предлагаемых вариантов технологических схем является идентич­ность производственных условий их применения. В частности, при сравнении необходимо обеспечить тождественность уровней орга­низации производства и труда, тарифов на ВМ и параметров взрывных работ, используемых в расчетах. Поэтому приведенные в табл. 10 показатели вариантов I—IV технологической схемы рассчитаны применительно к условиям предприя­тия с годовым расходом 100 тыс.т ВВ.

Таблица 10 – Показатели вариантов технологической системы

Показатели	Существующая схема механизации	Предлагаемые технологические схемы (варианты)
I	II	III	IV
Место хранения ВВ	Хранилище	Вагон РЖД	Вагон РЖД (промсклад)	Цистерна	Контейнер
Число емкостей для хранения ВВ
Стоимость еденицы, тыс.руб.		7,3	7,3		4,5
Растаривающая установка: тип количество, шт.	УРВ-2	МПР-30	МПР-30	- -	- -
Число зарядных машин МЗ-8
Средневзвешенная длина доставки, км	21,8	6,5	21,8	6,5	21,8
Число заряженных машино-смен
Себестоимость заряжания 1т, руб. в том числе: зарплата топливо амортизация	7,35 2,92 0,68 3,8	3,9 2,27 0,25 1,1	4,17 2,38 0,25 1,26	4,77 1,92 0,25 2,31	6,67 1,96 0,6 4,11
Удельные капитальные затраты, руб/т;	50,9
Экономия на мешкотаре, руб/т;	-	-	-
Годовой экономический эффект тыс.руб.	-

Каждый из рассматриваемых вариантов имеет свои досто­инства.

При осуществлении комплексной механизации взрывных работ ставятся задачи, которые можно свести в следующие группы.

1. Обеспечение безопасности работ, высокого уровня органи­зации учета и хранения ВВ.

2. Сохранение возможности совершенствования взрывных ра­бот в перспективе, например с применением горячельющихся водонаполненных ВВ. в основном на местах работ, требованиям перспективы наи­более полно отвечают варианты III и IV схемы комплексной меха­низации.

3. Выполнение работ по этапам: растаривание на передвижной установке, хранение растаренного ВВ и механизированная подача ВВ на забой скважины. После отработки этих этапов можно перейти к внедрению III и IV вариантов схем, наиболее перспек­тивных и высокопроизводительных.

4. Гарантийность работы всех звеньев цепи, особенно зарядной машины.

5. Необходимость учета затрат на капитальное строительство и создание механизмов. С точки зрения эффективности их приме­нения наиболее приемлема схема, при которой используются дей­ствующие базисные склады с пунктами растаривания и смеси-тельно-зарядные машины со шлангоизвлекателем, например «Акватол-1».

6. Резкое повышение производительности труда и культуры производства.

7. Использование для изготовления ВВ невзрывчатых недефи­цитных компонентов, безопасных в обращении, нетоксичных и при­годных для заряжания обводненных скважин в различных горно­геологических условиях.

8. Применение для сравнительной экономической оценки си­стемы показателей, основными из которых являются: производи­тельность труда рабочих, себестоимость переработки 1 т ВВ и за­траты на внедрение новой техники.

Как видно из табл. 10 и указанных выше условий, наиболее эффективным является вариант I технологической схемы. Замена стационарных хранилищ вагонами РЖД позволяет в 3,7 раза уменьшить капитальные затраты на строительство базисных складов. При строительстве новых складов достаточно построить подъездные пути, сделать обваловку и иметь передвижную раста-ривающую установку, обеспечивающую соблюдение санитарных норм по пыли непосредственно вблизи карьера. Тогда протяжен­ность пути по доставке ВВ сократиться в 3—3,5 раза, чем дости­гается повышение эффективности механизированного заряжания ВВ в скважины. Организация нормального снабжения предприя­тия-потребителя ВВ с коэффициентом обмена вагонов, равным 20—24 (в 1973 г. в К'ривбассе этот коэффициент составлял 13), позволит сократить обменный фонд предприятия до 70 вагонов и даст возможность снизить себестоимость переработки 1 т ВВ в 2 раза, уменьшить капитальные затраты и сэкономить 980 тыс. руб. в год. Все звенья механизации (зарядная машина, погру-зочно-растаривающая установка) прошли промышленные испыта­ния и допущены к применению, что свидетельствует о возможности внедрения данного варианта технологической схемы уже в на­стоящее время.

Однако непосредственный контакт обслуживающего персонала с ВВ и наличие мест пылеобразования в значительной степени ухудшают условия труда.

Вариант II отличается от варианта I наличием промежуточного расходного склада, на строительство и обслуживание которого требуются дополнительные затраты. Поэтому экономические по­казатели варианта II несколько хуже показателей варианта I, но все же остаются достаточно высокими, чтобы рекомендовать его как один из перспективных.

Варианты III и IV имеют то достоинство, что при их примене­нии обеспечивается полная механизация всех работ по хранению, доставке и заряжанию ВВ без контакта трудящихся с ВВ. Прак­тически полностью исключен тяжелый ручной труд. Производи­тельность труда при использовании этих вариантов организации работ увеличилась более чем в 4 раза. Однако применение дорого­стоящих вагонов-цистерн и контейнеров, изготовленных из нержа­веющей стали, требует значительных капитальных затрат. Рост амортизации влечет за собой увеличение себестоимости заряжа­ния 1 т ВВ. Отрицательно сказываются и «холостые» пробеги железнодорожных составов. Поэтому задачами исследователей являются определение наиболее эффективных заменителей нержа­веющей стали с целью уменьшения капитальных вложений на изготовление цистерн и контейнеров.

Несмотря на указанные недостатки, эти варианты остаются наиболее перспективными, так как отказ от использования мешко­тары дает экономический эффект более 1 млн. руб. в год.

Таким образом, рассмотренные схемы механизации в значи­тельной мере улучшают организацию взрывных работ. Анализ технико-экономических показателей позволяет сделать вывод, что их внедрение на крупных бассейнах позволит обеспечить повыше­ние производительности труда не менее чем в 3—4 раза и сниже­ние себестоимости заряжания 1 т ВВ почти в 2 раза.