Ipari robbanóanyagok és kőzetrobbantás: Terepi útmutató a föld alatti működéshez

Ha elég sokáig dolgozol bányászatban vagy földmunkában, megtanulod, hogy a robbantás nem egy készség, hanem három. Ott van a kémia: tudni, hogy mi kerül a lyukba és miért. Ott van a geometria: hová kell tenni a lyukakat, milyen sorrendben, milyen szögben. És ott van az ítélőképesség: tudni, hogy mikor helytelen a tankönyvi válasz az adott terepen.

Ez az útmutató az első kettőt tárgyalja. A harmadikat a nehezebbik úton kell megszerezni.

A robbanóanyagok konyhája: Mi áll rendelkezésre és mikor kell használni

Az ipari robbanóanyagok három nagy kategóriába sorolhatók attól függően, hogy hol engedélyezett a használatuk, és ezen kategóriák ismerete megkíméli Önt az olyan papírmunkával kapcsolatos hibáktól, amelyek leállítják a telephelyet.

Első kategória – bármilyen talajon, bármilyen feladatra alkalmas robbanóanyagok. Ezek a biztonsági robbanóanyagok, amelyeket néha engedélyezett robbanóanyagoknak vagy szénbányászati ​​robbanóanyagoknak is neveznek. Úgy vannak kialakítva, hogy minimalizálják a láng hőmérsékletét és időtartamát, ami azt jelenti, hogy földalatti szénbányákban is használhatók, ahol a metán és a szénpor minden szikrát potenciális katasztrófává tesz. Ha olyan helyen robbant, ahol gázveszély áll fenn, ez az egyetlen kategória, amelyhez hozzáférhet.

Második kategória – általános célú műszaki robbanóanyagok. Alagútfúráshoz, kőfejtéshez és felszíni építkezéshez megfelelő, ahol nincs éghető gáz- vagy porveszély. Szénbányászatban föld alatt nem engedélyezett.

Harmadik kategória – csak felszíni. Külszíni bányák, kőfejtők, útmenti bemélyedések. Ezek nagy energiatartalmú, magas fényességű készítmények, amelyek rendkívül veszélyesek lennének egy zárt, föld alatti környezetben. Használja őket ott, ahol az ég a szellőzőrendszere.

Kémiai összetétel szerint az iparág igáslova az ammónium-nitrát alapú robbanóanyagok – az ANFO és változatai. Olcsó, könnyen keverhető a helyszínen, és biztonságosan kezelhető a száz évvel ezelőtti nitroglicerin alapú dinamitokhoz képest. A kompromisszum: nulla vízállóság. Ha az ANFO-t egy nedves fúrólyukba dobjuk, máris nagyon drága iszapot kapunk. Nedves körülmények között vízgél robbanóanyagokra vagy emulziókra váltunk, amelyek órákig elállhatnak a talajvízben, és mégis megbízhatóan felrobbanhatnak.

Emulziós robbanóanyagok Külön említést érdemelnek, mivel csendben a legtöbb komoly robbantási művelet szabványává váltak. Magas detonációs sebesség, kiváló vízállóság – valójában jobb, mint a vízgélek –, és gépesített töltőrendszerekkel közvetlenül a fúrólyukakba szivattyúzhatók. Nincs szükség kézi patronkezelésre, kevesebb ember tartózkodik a felület közelében, rövidebb töltési ciklusok. A földalatti keménykőzet-bányászatban, ahol minden perc állásidő valódi pénzbe kerül, ez a kombináció számít.

A szénbányák robbanóanyagaira vonatkozó szabálykönyv

A szénbányák saját biztonsági osztályozási rendszerrel rendelkeznek a robbanóanyagokra vonatkozóan, és ez nem opcionális elolvasása. A szabály egyértelmű: a magasabb gázveszély magasabb biztonsági osztályt jelent. Öt szint, egytől ötig számozva.

Az alacsony gáztartalmú bányák, amelyek sziklán (nem szénen) keresztül hatolnak át, elboldogulnak 2-es osztályú robbanóanyagokkal. Abban a pillanatban, amikor szenet vágunk vagy vegyes szén-kő telepet dolgozunk meg egy alacsony gáztartalmú bányában, legalább 3-as osztályú robbanóanyagra van szükség. A magas gáztartalmú bányákhoz 4-es osztályú robbanóanyag szükséges. Azokhoz a bányákhoz pedig, ahol már előfordult gázkitörés – olyan, ahol a metán nyomás alatt, figyelmeztetés nélkül kifújódik a telepből – 5-ös osztályú robbanóanyag szükséges, amely a legbiztonságosabb elérhető összetétel.

Egy meg nem vitatható szabály, amit érdemes megjegyezni: minden egyes lövéshez a szénbányában azonos típusú és biztonsági osztályú robbanóanyagot kell használni. Tilos a keverés. Nem, lúd, kifogytunk a 4-es osztályú lőszerből, így néhány 3-as osztályú töltényt fogunk használni a kör befejezéséhez.lúd Az ilyen gondolkodásmód öli az embereket.

Detonátorok: A ravasz, ami mindent megváltoztatott

Ha több mint egy évtizede foglalkozol robbantással, akkor emlékszel a pirotechnikai késleltetett detonátorokról az elektronikusakra való átállásra. Nem volt zökkenőmentes – a régebbi szakemberek nem bíztak az elektronikában, és a korai rendszereknek kezdeti problémáik voltak a földalatti jelátvitellel. De az iparág nagyrészt átállt, és jó okkal.

Az elektronikus detonátorok olyan időzítési pontosságot biztosítanak, amelyet a pirotechnikai késleltetések egyszerűen nem tudnak tartani. A pirotechnikai késleltetés természetes szórása több milliszekundum, még azonos névleges késleltetési számon belül is. Az elektronikus detonátorok minden alkalommal a programozott idő milliszekundumának töredékén belül elsütnek. Az olyan robbantási terveknél, amelyek a precíz sorrenden alapulnak – sima robbantás az alagút kerületén, rezgéscsillapítás az érzékeny szerkezetek közelében –, ez a pontosság közvetlenül jobb eredményekhez vezet.

A másik előny, amiről senki sem beszél eleget: a nyomonkövethetőség. Minden elektronikus detonátornak egyedi azonosítója van, amelyet programozáskor naplóznak. Ha valami rosszul sül el – kihagyás, leállás, váratlan rezgés –, pontosan nyomon követheti, hogy melyik detonátor hol volt a sorozatban, és diagnosztizálhatja, mi történt. Pirotechnikai gyutacsoknál csak találgatni lehet.

Egyetlen kőbe vésett szám a földalatti szénbányákban: a szénbányákban használt elektronikus detonátor teljes gyújtási késleltetése nem haladhatja meg a 130 milliszekundumot. Ez a tűz- és menekülési ablak. Ha ennél hosszabb, a metán-levegő keverék meggyulladásának kockázata meredeken megnő.

Hová helyezzük a lyukakat: Robbantási geometria a földalatti járatokban

Egy alagútban vagy sodródó lövedékben háromféle lyuk van, és mindegyiknek megvan a maga feladata. Ha rosszul egyensúlyozunk, vagy egyenetlen, túltöredezett profilt kapunk, vagy egy szűk felületet, amelynek kétszer annyi időbe telik kiürítenie a sárt.

Vágjon lyukakat Először menjünk bele. Az a feladatuk, hogy egy szabad felületet hozzanak létre – egy üres térfogatot, amely felé a kör többi része törhet. Kis keresztmetszetű beütéseknél, ahol a furatmélység sekély, a ferde vágások jól működnek, és könnyebb beállítani őket. Mélyebb körökhöz és nagyobb szakaszokhoz az egyenes vágások töltetlen dombornyomott furatokkal a szabványosak – ezek gyorsabban fúrnak a gépesített jumbo furatokkal, és jobb előtolást biztosítanak körönként.

Gyártási lyukak – amelyeket gyakran lövedéktörőnek vagy lyuktörőnek is neveznek – végzik a nehéz munkát. Ezek alkotják a lövedék nagy részét, miután a vágás megnyílt, és a fő kőzettömeget a vágás által létrehozott üregbe törik. Az egyenletes térköz, az állandó terhelés és a gyűrűk közötti megfelelő késleltetési idő az, ami megkülönbözteti a tiszta széttöredezést a túlméretezett sziklák kuszaságától.

Kerületi lyukak ezek azok a területek, ahol a robbantás művészetté válik. Ezek a lyukak határozzák meg a végső alagútprofilt. Túl sok robbanóanyag esetén túlrepedés keletkezik – a kőzetet a tervezési vonalon túlra robbantják, ami extra talajmegtámasztást és több betont jelent a bélésben. Túl kevés esetén alulrepedés keletkezik, ami azt jelenti, hogy egy másodlagos mélységhatároló csapatnak vissza kell mennie, és el kell bontania a szűk helyeket. A sima robbantási technika – kisebb átmérőjű patronok, leválasztott töltetek, precíz elektronikus időzítés – kész falakat eredményez látható félcsövű fúrási nyomokkal és 50%-nál alacsonyabb túlrepedéssel. Ez az aranystandard.

Felületi szemcseszórás: A számok, amelyek valóban számítanak

A külszíni robbantás elméletileg egyszerűbb, mint a földalatti munka, de a méretek miatt minden hiba drága. Egy rosszul megtervezett padrobbantás nemcsak robbanóanyag-pazarlást eredményez – rossz felületet hagy a következő szórásra, túlméretezett sziklákat hoz létre, amelyeket másodlagos törésre van szükség, és légykődarabokat küld a veszélyes zónában lévő dolgok felé.

8 és 12 méter közötti padmagasság esetén – ami a legtöbb kőbánya és külszíni bányászati ​​​​művelet ideális pontja – a furattávolság és a teherbírás arányának 1,2 és 1,5 között kell lennie. A padmapadló alatti alfúrásnak a padmamagasság 15–25%-ával kell történnie, hogy elkerüljük a lábfej kialakulását. A törzs hosszának legalább meg kell egyeznie a gallérnál lévő teherbírással; ennél rövidebb esetben fennáll a kitörések veszélye, amelyek a törzs anyagot és a pernyeanyagot ágyúként lövik ki a lyukból.

A lövési sorrend fontosabb, mint a legtöbb ember gondolja. Az egyenes, sorról sorra történő lövészet egyszerű bedrótolni, de hajlamos előrehajtani a szeméthalmot és egyenetlen széttöredezést eredményezni. A V-mintázatú lövészet, ahol a sorozat középen kezdődik és mindkét oldal felé kifelé terjed, szorosabban tartja a szeméthalmot, és jobb széttöredezést eredményez a részecskék közötti ütközések miatt a dobás során. Az átlós lövészet a legtöbb produkciós robbantás alapvető igáslova – jó széttöredezés, egyszerű kapcsolás, kiszámítható eredmények.

Hová vezet ez minket?

A robbantási mérnöki munka valójában egy ellenőrzőlistának álcázott döntési fa. Milyen képződmény? Mekkora lyukméret? Nedves vagy száraz? Gázveszély vagy semmi? Felszíni vagy föld alatti? Egy építmény közelében vagy a semmi közepén? Minden válasz megváltoztatja a robbanóanyag kiválasztását, az időzítés megtervezését és a biztonsági protokollokat.

És akkor ott van még az a kérdés, amely az elmúlt években egyre nagyobb teret hódít: szükség van-e egyáltalán hagyományos robbanóanyagokra? Az érzékeny infrastruktúrák – autópályák, vasutak, csővezetékek, lakóövezetek – közelében lévő projektek esetében a nem robbanásveszélyes kőzetbontó technológia egyre inkább az elsődleges megoldás, nem pedig a tartalék megoldás. Azok a rendszerek, amelyek a detonáció helyett gáztágulást alkalmaznak, kiküszöbölik a pergőkő okozta károkat, a rezgést és az engedélyezési problémákat, amelyek az 1. osztályú veszélyes áruk kezelésével járnak. Ha nincs szükség több száz méteres robbantási tilalmi zónára, akkor a projekt ütemterve és a közösségi kapcsolatok is javulnak.

Az O2 kőzetrobbantási rendszer, amely folyékony oxigén fázisváltó expanziót alkalmaz kémiai detonáció helyett, egyre nagyobb piaci rést vívott ki pontosan ezekben az alkalmazásokban – városi bontás, infrastruktúrához közeli kőfejtés, víz alatti kőzetek eltávolítása. Nulla repülőkő, minimális rezgés, nincs mérgező gáz. Nem minden esetben helyettesíti a hagyományos robbantást – egy hatalmas, külszíni termelési robbantáshoz is teherautó-számra van szükség ANFO-ra –, de azoknál a munkáknál, ahol a robbantási korlátozások az elsődleges korlátok, érdemes megérteni ezt a lehetőséget.

Gyorstalpaló: A számok, amelyeket érdemes megjegyezni