ОТКРЫТЫЕ РАБОТЫ

Оригинальная статья

УДК 622.235:622.271 © С.Д. Викторов, А.Е. Франтов, П.И. Опанасенко, И.Б. Строгий, И.Ф. Жариков, И.Н. Лапиков, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 11-2020 /1136/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-11-17-21

Название

Инновационные направления совершенствования простейших ВВ с добавками, возвращаемыми в производственный оборот рециклингом материалов

Авторы

Викторов С.Д., доктор техн. наук, профессор, заместитель директора по научной работе, заведующий отделом проблем геомеханики и разрушения горных пород ИПКОН РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: victorov_s@mail.ru

Франтов А.Е., доктор техн. наук, ведущий научный сотрудник ИПКОН РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: aef1948@gmail.com

Опанасенко П.И., канд. техн. наук, заместитель технического директора АО «СУЭК», 115054, г. Москва, Россия

Строгий И.Б., начальник отдела буровзрывных работ АО «СУЭК», 115054, г. Москва, Россия, e-mail: strogijib@suek.ru

Жариков И.Ф., доктор техн. наук, ведущий научный сотрудник ИПКОН РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: zharikovif@mail.ru

Лапиков И.Н., канд. техн. наук, старший научный сотрудник ИПКОН РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: itwent@gmail.com

Аннотация

Для условий открытой разработки угольных месторождений рассмотрен инновационный поход повышения эффективности простейших взрывчатых веществ на основе использования оказывающих негативное влияние на окружающую среду отходов горного производства (изношенных крупногабаритных шин карьерных самосвалов и других резинотехнических изделий, измельченного при обогащении или перегрузке угля, коксовой мелочи, отработанных нефтепродуктов), возвращаемых в производственный оборот методом рециклинга. На основе проведенных исследований резиновой крошки, угольного порошка, коксовой мелочи и отработанных нефтепродуктов обоснован компонентный состав и разработана линейка простейшей взрывчатых веществ с использованием указанных компонентов в качестве горючей добавки. Экспериментальная апробация в условиях АО «Разрез Тугнуйский» показала высокую экономическую и взрывную эффективность разработанных взрывчатых веществ. Изготовление и применение новых взрывчатых веществ на горном предприятии с использованием продуктов утилизации отходов, способствует решению важных технических, экономических и экологических вопросов угольной промышленности.

Ключевые слова

Простейшие взрывчатые вещества, сбалансированность состава взрывчатого вещества, аммиачная селитра, жидкие и твердые горючие добавки, резиновая крошка, угольный порошок, коксовая мелочь, отработанные нефтепродукты, чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, скорость детонации, гранулометрический состав.

Список литературы

1. Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2018 года // Уголь. 2019. № 3. С. 64-79. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-3-64-79. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/032019.pdf (дата обращения: 15.10.2020).

2. Программа развития угольной промышленности России на период до 2030 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 21 июня 2014 г. N 1099-р. [Электронный ресурс] URL: https://rulaws.ru/goverment/Rasporyazhenie-Pravitelstva-RF-ot-21.06.2014-N-1099-r/ (дата обращения: 15.10.2020).

3. Артемьев В.Б. АО «СУЭК» в 2018 году – прогрессивные технологии и инновации на службе производства // Уголь. 2019. № 3. С.4-12. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-3-4-12.

4. Демидюк Г.П. Особенности действия взрыва гранулированных взрывчатых веществ в твердых горных породах. В сборнике: Взрывчатые вещества простейшего состава (игданиты). М.: Госгортехиздат, 1960. С. 9-19.

5. Cook M.A. The Science of Industrial Explosives. Ireco Chemicals Salt Lake City, UTAH, 1974. 407 p.

6. ГОСТ 21987-76 Вещества взрывчатые промышленные. Гранулиты. Технические условия.

7. Франтов А.Е., Белоусов Ф.С. Исследование некоторых свойств твердых горючих компонентов для простейших взрывчатых веществ // Инженерная физика. 2019. № 11. С. 51-57.

8. Чувствительность к механическим и тепловым воздействиям смесей аммиачной селитры с горючими углеводородными компонентами / Н.И. Акинин, А.Я. Васин, А.В. Дубовик и др. // Кокс и химия. 2018. № 10. С. 40-44.

9. Оценка чувствительности к тепловому воздействию некоторых составов на основе аммиачной селитры / Е.П. Гаджиева, А.Е. Франтов, А.Н. Шушпанов и др. / III Международная научно-практическая конференция молодых ученых по проблемам техносферной безопасности: материалы конференции. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2018. С. 33-36.

10. Франтов А.Е., Дидюра А.Э. Применение фотометрических методов для контроля качества смешения компонентов в составе простейших ВВ / Труды XXVII Международной научной школы им. академика С.А. Христиановича «Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках». Симферополь: Крымский федеральный университет, 2017. С. 226-233.

11. Frantov A.E., Didyura A.E. Quality control of mixing the components in primary granular explosives / 9th International Conference on Physical Problems of Rock Destruction. Sept. 2017, Zhoushan, China. P. 411-414.

12. Франтов А.Е., Мингазов Р.Я., Красюкова Е.В. Разработка методических положений по оценке влияния концентрации депрессорных присадок на вязкость отработанных масел, используемых в гранулитах ИСУ. Проблемы освоения недр в ХХI веке глазами молодых / Материалы 14 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. 28 октября - 01 ноября 2019 г. М.: ИПКОН РАН, 2019. С. 275-280.

13. Пат. 2663037 РФ. Состав простейшего ВВ и способ его реализующий / С.Д. Викторов, В.Н. Захаров, А.Е. Франтов, Б.Н. Поставнин, И.Ф. Жариков, Р.Я. Мингазов, И.Б. Строгий, Н.Н. Ефремовцев, И.Н. Лапиков, А.Э. Дидюра, П.И. Опанасенко Патентообладатели: Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU); заявл. № 2016150872, 2016.12.23; опубл. 2018.08.01.

14. Франтов А.Е., Лапиков И.Н., Мингазов Р.Я. Оценка сыпучести простейших взрывчатых веществ, содержащих в качестве горючего вторичные жидкие и твердые материалы. Проблемы освоения недр в ХХI веке глазами молодых / Материалы 14 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. 28 октября - 01 ноября 2019 г. М.: ИПКОН РАН, 2019. С. 270-275.

Иллюстрации

Рис. 1. Контрольные испытания гранулитов ИСУ: полигон для проведения контрольных испытаний, вид заряда при определении полноты (разрушение пластины-свидетеля) и скорости детонации, вид заряда при определении критического диаметра

Рис. 2. Развитие взрыва скважинных зарядов гранулита ИСУ с топливной смесью на опытном блоке 19-999 Олонь-Шибирского месторождения АО «Разрез Тугнуйский»

Рис. 3. Гранулометрический состав отбитой горной массы на опытных и контрольных блоках

Рис. 4. Себестоимость изготовления гранулитов ИСУ разного компонентного состава

Для цитирования

Инновационные направления совершенствования простейших ВВ с добавками, возвращаемыми в производственный оборот рециклингом материалов / С.Д. Викторов, А.Е. Франтов, П.И. Опанасенко и др. // Уголь. 2020. № 11. С. 17-21. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-11-17-21.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 10.07.2020

Одобрена рецензентами: 21.08.2020

Принята к публикации: 09.10.2020

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Инновационные направления совершенствования простейших ВВ с добавками, возвращаемыми в производственный оборот рециклингом материалов», авторы: Викторов С.Д., Франтов А.Е., Опанасенко П.И., Строгий И.Б., Жариков И.Ф., Лапиков И.Н.

Рецензент

Закалинский В.М., доктор техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГБУН «Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова РАН».

Представленная на рецензирование статья посвящена исследованиям по разработке линейки составов простейших промышленных взрывчатых веществ, проведению цикла контрольных и приемочных испытаний в условиях АО «Разрез Тугнуйский». Представленное направление исследований, служащее обеспечению повышения эффективности и безопасности взрывных работ, снижению вредных воздействий на окружающую среду за счет использования в рецептуре простейших гранулированных ВВ твердых и жидких горючих добавок, получаемых на основе вовлечения вторичных материалов в производственных оборот, представляет большой интерес для всего горнодобывающего комплекса России и особенно для угледобывающих предприятий.

Исследуемые взрывчатые вещества используют в своей рецептуре вторичные материалы (изношенные КГШ, измельченный при обогащении или перегрузке уголь, коксовая мелочь, отработанные нефтепродукты), которые обладают различными физико-техническими свойствами. Это определяет их влияние на взрывчатые свойства простейших ВВ (физическую стабильность, чувствительность к механическим воздействиям и др.), авторами была научно обоснована и экспериментально доказана возможность создания высокоэффективных простейших взрывчатых ВВ на этой основе.

Проведенные исследования раскрывают потенциал гранулитов ИСУ с использованием различных видов окислителей (гладкой, пористой, поризованной, дробленой селитры) в сочетании с жидкими и твердыми горючими добавками (отработанными нефтепродуктами, угольным порошком, коксовой мелочью, резиновой крошкой), получаемыми на основе рециклинга отходов производства. Свойства гранулитов ИСУ позволяют их использовать в широком диапазоне природных, климатических и горно-геологических условий и существенно повысить технико-экономические показатели при их применении.

В целом статья «Инновационные направления совершенствования простейших ВВ с добавками, возвращаемыми в производственный оборот рециклингом материалов» демонстрирует достаточный научный потенциал проведенных исследований, практическую значимость и рекомендуется к публикации в журнале «Уголь».