Сведения о взрывных работах и технические понятия
Для эффективного ведения горных работ в твердых скальных породах необходимо применение взрывчатых веществ, допущенных Госгортехнадзором к применению в горной промышленности.
Все взрывчатые вещества подразделяются на механические смесии химические соединения, различные по своему составу, мощности и работоспособности. Сам процесс взрыва характеризуется, как мгновенное сгорание вещества с выделением большого количества сильно нагретых газов. Применение взрывчатых веществ в горной промышленности даёт возможность значительно снизить трудозатраты и повысить производительность труда по сравнению с механическим разрушением горных пород.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
Первым ВВ, известным человечеству, был черный порох, который применяли вначале для фейерверков, а затем — для огнестрельного оружия и разрушения военных укреплений. В России в середине XVI в. порох использовали для взрывания скал и камней, мешавших судоходству по рекам.
Бурное развитие промышленности во второй половине XIX в. привело к созданию и производству новых ВВ. В 1812г. в России П. Л.Шилинг впервые применил электрический воспламенитель для взрывания зарядов, в 1831г. в Англии Бикфорд изобрел огнепроводный шнур, в 1846г. в Италии А. Собреро получил нитроглицерин. В 1853г. в России Н. Н. Зининым и В. Ф. Петрушевским было разработано ВВ, по составу аналогичное динамитам.
Шведский инженер А. Нобель, усовершенствовав состав динамитов, получил на их производство патент, назвав нитроглицерин, входящий в состав ВВ, «взрывчатым маслом Нобеля». Запатентовал Нобель и запал под названием «запал Нобеля». Эти мощные ВВ длительное время являлись основными для взрывных работ в горной промышленности всех стран.
В 1867 г. шведскими химиками Ольсеном и Норбином были открыты аммониты, однако Нобель купил патент Ольсена и Норбина и более чем на 20 лет задержал внедрение аммонитов в горную промышленность.
Тетрил применяют в промышленности с 1877г. В настоящее время он является основным вторичным инициирующим ВВ. В начале XX в. начали использовать тротил.
В 20-х годах XX в. получены тэн и гексоген, применение которых непрерывно расширяется и в настоящее время. С 30-х годов в нашей стране наблюдается тенденция замены нитроглицериновых динамитов на более безопасные аммиачно-селитренные ВВ (аммониты, динамоны), которые к 40-м годам стали основными ВВ для горной промышленности. С 1927г. аммониты применяют на карьерах, а с 1931г. — в шахтах. Большая заслуга в этом принадлежит В. А. Ассонову. В последнее десятилетие непрерывно расширяется применение игданитов — простейших ВВ (смесь аммиачной селитры с дизельным топливом). В разработке простейших ВВ (в том числе игданитов) основная заслуга принадлежит акад. АН СССР Н. В. Мельникову и профессор, доктор технических наук Г. П. Демидюку.
Динамоны в СССР начали изготовлять с 1936г. Массовое изготовление динамонов на предприятиях было налажено в годы Великой Отечественной войны. С 1953 г. выпуск простейших динамонов был прекращен ввиду нестабильности их характеристик и из-за расслаивания при зарядке скважин.
В последнее десятилетие разработаны более совершенные аммиачно-селитренные ВВ: мощные скальные аммониты, менее чувствительные грубодисперсные игданиты, гранулиты и зерногранулиты, водонаполненные и горячельющиеся ВВ (ифзаниты). С этими ВВ связано успешное развитие механизации заряжания шпуров, скважин и камер, а также решение проблемы взрывания обводненных пород.
Большие работы по совершенствованию ассортимента мощных, гранулированных и предохранительных ВВ, по фундаментальному изучению причин воспламенения и способов предупреждения взрывов метано-пылевоздушных сред в угольных шахтах выполнены проф., докт. техн. наук Л. В. Дубновым.
Созданный в 1937г. в Макеевке МакНИИ возглавил комплексные исследования по безопасности ведения взрывных работ в угольных шахтах.
Расчетные методы при взрывании широко применялись французскими военными инженерами в минноподрывном деле, начиная с XVII в. Формулы, выведенные ими для условий взрывания грунтов и образования воронок определенных размеров, впоследствии стали применять в горном деле. В 1871г. М. М.Боресков на основе работ М. М. Фролова предложил формулу для расчета зарядов на выброс, которой широко пользуются до настоящего времени.
Большие работы по применению крупных взрывов на выброс выполнены трестом Союзвзрывпром. В 1952—1953 гг. взрывами трех серий зарядов на Ал-тын-Толканском полиметаллическом месторождении при л. н. с. отдельных зарядов, превышающих 50 м, и весе зарядов до 1600 т было взорвано более 1 млн. м3 горной породы. В результате этого срок ввода карьера в действие сократился на 16 месяцев, а стоимость вскрытия была снижена на 40% . Для образования взрывом противоселевой плотины под Алма-Атой вес отдельных зарядов достигал 3400 т.
В 1934—1935 гг. К.А.Берлиным впервые было применено короткозамедленное взрывание (к. з. в.) при проходке ствола для получения конусообразного навала породы. В дальнейшем к. з. в. широко применяли для снижения сейсмического действия взрыва и для улучшения дробления. На карьерах СССР этот метод начали внедрять с 1951г.