Устаткування для одержання вибухових речовин. Стаціонарні пункти для механізованої підготовки (виготовлення) вибухових речовин. Механізація зарядки свердловин емульсійними ВР

В.Б. Іоффе, д.т.н., технічний директор ЗАТ «НІТРО СИБІР»;

Л.А. Круглов, журналіст

Група компаній «НІТРО СИБИР» – найбільший на російському ринку виробник промислових вибухових речовин та технологічного обладнання для їх виробництва та застосування, визнаний лідер галузі у розробці та застосуванні нових технологій буропідривних робіт.

Головна організація – ЗАТ «НІТРО СИБИР» було створено 1990 р. Нині у групу компаній входять понад 20 підприємств, представлених переважають у всіх великих гірничодобувних регіонах Росії, соціальній та Фінляндії, Монголії, Австралії. Ведеться робота з реалізації проектів у Північній Америці та Африці.

Сфера спеціалізації компанії охоплює:

• виробництво промислових ВР;
• проектування, створення та експлуатацію виробничих комплексів з виготовлення промислових ВР;
• розробку та створення технологічного обладнання для застосування промислових ВР, включаючи змішувально-зарядну та доставочну техніку;
• ведення буровибухових робіт на основі оригінальної методології розрахунку раціональних параметрів БВР;
• постачання сировини та запасних частин для виробничих комплексів з виготовлення промислових ВР.

Виробничі потужності Групи включають різні типи технологічних ліній: стаціонарні, мобільні, для випуску патронованих і лівих ЕВР, ANFO і більше 100 од. змішувально-зарядної та доставочної техніки. Загальний обсяг вироблених промислових вибухових речовин у 2013 р. перевищив 323 тис. т, що становило 1/3 від усіх промислових ВР, вироблених на території РФ. Обсяг виконаних буропідривних робіт у 2013 р. становив 100 млн м3 підірваної гірничої маси.

Без буровибухових робіт не може обійтися жодне гірничодобувне підприємство, що розробляє напівскельні та скельні гірські породи та руди, а також кам'яне вугілля. З одного боку, від високої якості та надійності застосовуваних вибухових речовин (ВР) залежить не тільки продуктивність, а й промислова безпека цих підприємств. З іншого боку, гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови різних підприємств висувають відповідні специфічні вимоги до ВР.

Розробка промислових ВР, технологій їх застосування, обладнання для виробництва та доставки до місць використання – складна та багатогранна робота, і компаній, що працюють у цій галузі, у Росії небагато. Найбільшою з них є Група Компаній «НІТРО СИБИР», обсяг виробництва ВР якої лише у 2013 р. перевищив 323 тис. т.

До складу ГК «Нітро Сибір» входить 17 підприємств, розташованих у різних регіонах Росії та у Фінляндії, що виробляють промислові ВР та буропідривні роботи. У 2013 р. запущено виробництво патронованих емульсійних вибухових речовин (ЕВР) в Австралії на потужностях дочірнього підприємства «НІТРО СИБІР – Австралія» (м. Калгурлі, Австралія).

Виробництво та номенклатура ЕВР

Оригінальні рецептури емульсійних ВР типу «Сибірит», що належать на правах ноу-хау ЗАТ «Нітро Сибір», передбачають можливість використання при їх виробництві як вітчизняної, так і імпортної сировини та матеріалів.

«Сибірит-1000» і -1200 – промислові ЕВР 1 класу, що виготовляються в змішувально-зарядних машинах типу МСЗ. Вони призначаються для заряджання механізованим способом вибухових свердловин порід будь-якої фортеці та ступеня обводненості при виробництві масових вибухів у кар'єрах та будівництві.

Патроноване ЕВР «Сибірит ПСМ-7500» призначене для застосування на відкритих гірських роботах в умовах, де утруднено застосування механізованого заряджання, у свердловинних зарядах при будь-якій мірі обводненості свердловин, включаючи застосування в породах та рудах, що містять сульфіди.

Вибухові речовини сімейства «Сибірит СМ» призначені для вибухової відбійки методом свердловинних зарядів на земній поверхні гірських порід, що не містять сульфіди, та з внутрішньосвердловинними водами з показником кислотності рН понад 4.

У сімейство «Сибірит СМ» входять три марки, що становлять суміш «Сибірит-1200» та аміачної селітри, омасленої нафтопродуктом при різному співвідношенні між ними. У "Сибірит СМ-7500", призначеного для свердловин будь-якого ступеня обводненості, співвідношення становить 75/25; у «Сибірит СМ-5000», призначеного для цих цілей, – 50/50 і у призначеного для сухих та осушених свердловин «Сибірит СМ-2500» – 25/75. Патронований «Сибірит-1200П» виготовляється в умовах стаціонарного виробництва та призначений для застосування на відкритих гірничих роботах у всіх гірничо-геологічних умовах та кліматичних регіонах Росії як свердловинні заряди при будь-якій мірі обводненості свердловин, в т.ч. по породах, що містять сульфіди. «Сибірит-2500 РЗ» виготовляється у процесі одночасного роздільного механізованого заряджання свердловини з денної поверхні «Сибірит-1200» та гранулитом НП чи УП, чи ігданітом. Призначений для підривання сухих та слабообводнених (з висотою водяного стовпа до 3–4 м) вибухових свердловин, у т.ч. за породами і рудами, що містять сульфіди, якщо вміст піриту в них не перевищує 30%, а показник рН свердловинної води не нижче 4.0 у всіх кліматичних регіонах Росії.

«Сибірит-П» – речовина, призначена для застосування в патронованому вигляді як проміжні детонатори при ініціювання детонації в свердловинних зарядах при будь-якій мірі обводненості свердловин, а також як заряди для вторинного дроблення негабаритів.

Емульсійні ВР «Сибірит» відрізняються високою водостійкістю та хімічною сумісністю з гірськими породами, що дозволяє їх застосовувати у будь-яких гірничо-геологічних умовах. Низька чутливість до механічних впливів дозволяє повністю механізувати процеси їх виробництва та заряджання при мінімальному рівні впливу на навколишнє середовище та здоров'я людини при їх виготовленні та застосуванні. Вкрай важливим є високий рівень терористичної захищеності ЕВР, зумовлений поділом операцій технологічного процесу на стадії підготовки невибухової емульсії та виготовлення з неї вибухового складу шляхом сенсибілізації (регулювання чутливості компонента до ініціюючого впливу) у процесі завершальної стадії – заряджання свердловин або шпур.

Гірники відзначають високу ефективність застосування ЕВР «Сибірит», зокрема з міцних пород, з допомогою високого ККД вибухового перетворення. Повнота виділення енергії стала результатом розробки рецептур на основі оригінальних емульгаторів та застосування спеціального обладнання для отримання емульсії з оптимальною дисперсністю та іншими експлуатаційними характеристиками, а також управління режимом її сенсибілізації.

Оскільки для виробництва «Сибірит» використовується доступна вітчизняна сировина, яка відрізняє меншу цінову залежність від кон'юнктури сировинного ринку.

Розроблений ЗАТ «НІТРО СИБІР» гнучкий технологічний процес виробництва «Сибірит» заснований на постійному вхідному, поопераційному та вихідному контролі та дозволяє нейтралізувати нестабільність якісних показників сировини вітчизняного виробництва та забезпечити виробництво ЕВР з високими експлуатаційними характеристиками та рівнем безпеки. Поряд із дозволом на застосування на території РФ, ЕВР «Сибірит» сертифіковано для застосування в країнах Євросоюзу.

Механізація зарядки свердловин емульсійними ВР

Емульсійні ВР – небезпечний і складний у доставці вантаж, що не допускає і не прощає недбалості в обігу. Самі собою компоненти ЭВВ (емульсія і газогенерирующая добавка) – безпечні, але, змішавшись у процесі перевезення, можуть натворити бід. У зв'язку з цим їхня доставка здійснюється завжди в різних ємностях. Для цього створені спеціальні змішувально-зарядні та доставочні машини.

На місці підготовки вибухових робіт суміш готується у процесі заряджання свердловини повністю автоматично за заданою програмою залежно від характеристики свердловини та вимог підривників.

На всіх стадіях процесу виготовлення ЕВР підтримується необхідна температура компонентів, що змішуються. Тому блок ємностей обладнаний теплоізоляцією, виконаною з негорючого теплоізоляційного матеріалу, а шланги, якими суміш подається в свердловину, в зимовий час прогріваються гарячою водою. Глибина свердловин може сягати 65 м, а діаметр від 75 мм до 320 мм. У міру заповнення свердловини сумішшю шланг автоматично витягується зі свердловини зі швидкістю підйому рівня суміші. Щоб суміш вільно протікала шлангом, його постійно зволожують, і вода для цього теж доставляється до свердловини змішувально-зарядною машиною.

З метою зменшення наслідків аварійних ситуацій машини обладнуються незалежною системою пожежогасіння, емульсійна ємність має виплавні люки та розривну мембрану, автоматична система керування не допускає виходу параметрів технологічного процесу за допустимі межі.

Точність дотримання пропорцій компонентів повинна мати відхилень більше 1% (!). Компанія «НІТРО СИБИР» випустила кілька десятків МСЗ на шасі автомобілів БЕЛАЗ, КАМАЗ, МАЗ, Scania, MAN, і потреба у них велика!

Випуск автомобілів для перевезення ВР, СВ та заряджання свердловин розпочався у 1996 р. зі створення машини МСЗ-8 на шасі КрАЗ. Досвід, отриманий під час її експлуатації, ліг в основу розробки експлуатаційних та технічних вимог до конструкції машин і став основою розробки техніки наступних поколінь.

Потім пішла машина МСЗ-16 загальною масою компонентів, що перевозяться 16 т. Конструкція дозволяє «підкочувати» під неї як тривісні, так і чотириосні шасі КАМАЗ, MAN або Scania. У цьому випадку забезпечуватиметься відповідність повністю завантаженого автомобіля нормам Правил перевезення великогабаритних та великовагових вантажів.

Загальна маса компонентів, що перевозяться машиною МСЗ-15 - 15 т. Вона здатна транспортувати всі види невибухових компонентів сумішей «Сибірит» СМ-2500, -5000 і j2500РЗ (емульсії «Сибірит-1000» або -1200, газогенери ), готувати ЕВР і заряджати свердловини на відкритих гірничих технологіях. Конструкція ємностей дозволяє повністю використовувати вантажопідйомність шасі при різних співвідношеннях емульсії та аміачної селітри в ємностях, встановлених на ваговій системі, та виготовляти ЕВР різного складу. Навісне обладнання може монтуватися на шасі КАМАЗ, МАЗ, Scania та повнопривідному шасі MAN 6k6.

Машина змішувально-зарядна МСЗ-14МТ призначена не тільки для транспортування компонентів, але, при необхідності, для виготовлення емульсії та її перевантаження в змішувально-зарядні та доставні автомобілі. Машина також може виготовляти ЕВР дома заряджання свердловин у кар'єрах. Машина дозволяє автономно виробляти емульсію «Сибірит» безпосередньо на блоці, що вибухає, в кар'єрі та на іншому майданчику, що відповідає вимогам промислової безпеки. Блок ємностей машини включає резервуари для розчину окислювача, масляної фази, газогенеруючої добавки та допоміжних речовин, а також відсік для технологічного обладнання. З одиничного завантаження компонентами в автоматичному режимі машина виготовляє 14 т емульсії та заряджає свердловини, причому процес виготовлення емульсії не переривається під час переїзду від однієї свердловини до іншої. Машина може базуватися на шасі автомобілів Scania 6k4 або MAN 6k4, 6k6, що підготовлені для перевезення небезпечних вантажів.

Використовуючи весь накопичений досвід, у 2013 р. фахівці «НІТРО СИБИР» створили та розпочали випуск нової машини МСЗ-16 (6872) на шасі MAN TGS 8k4, яка помітно відрізняється від машин попередніх поколінь. У базовій комплектації шасі поставляється з 16-ступінчастою КПП фірми ZF, яка забезпечує високу економічність та ходові якості машини. У ході доопрацювання шасі під комплекс МСЗ було розроблено та встановлено спеціальний надрамник, кронштейн запасного колеса, захист радіатора зі сталі товщиною 9 мм.

Машина може випускатися на базі повнопривідних шасі підвищеної прохідності MAN 6k6 або 8k8.

Конфігурація резервуара емульсії забезпечує мінімальні залишки після розвантаження. У нижній частині блок резервуарів з обох боків обладнано нішами з технологічним обладнанням. Для зниження теплових втрат зовнішні поверхні блоку резервуарів покриті теплоізоляцією.

Для суворих арктичних умов експлуатації машина МСЗ-16 (6872) комплектується арктичним пакетом, спеціально розробленим компанією Toni Maurer GmbH & Co. (Німеччина).

МСЗ-16 (6872) – на шасі МАН 8k4 отримав ланцюг заземлення, автоматичну систему пожежогасіння двигуна, бічну та задню захист. Приводи виконавчих механізмів та агрегатів машини, включаючи шнек резервуара – гідравлічні.

Система автоматичного дозування (САД) забезпечує включення, контроль та відключення технологічного обладнання, автоматичну або ручну підтримку витрати компонентів у рамках заданих значень, відвантаження заданої кількості ЕВР у свердловину, запобігає виникненню небезпечних режимів роботи машини. Керується вона з розміщеної в кабіні панелі оператора, укомплектованої сенсорним дисплеєм для введення та виведення інформації про основні параметри роботи обладнання з можливістю дублювання ручним режимом.

Машина компактніша і маневреніша за попередниць. Це дуже важливо – адже заряджати свердловини доводиться на обмежених площах. На новинці шланговий барабан з висувною стрілою перемістили із заднього майданчика рами у простір за кабіною, перед ємністю з емульсією, забезпечили машину виносним пультом керування.

Усіми робочими процесами керує один водій-оператор, раніше екіпаж МСЗ складався з двох осіб.

Система подачі в ємності емульсії та ГГД у польових умовах із цистерн машин-доставників дозволяє експлуатувати машину на великих (до 1500 км) віддаленнях від стаціонарних заводів. Максимальна швидкість руху 85 км/год обмежена відповідно до вимог правил ЄЕК ООН № 89 та дозволяє експлуатувати машину на федеральних дорогах загального користування для доставки ВР на будь-які відстані.

Найпотужніша машина МСЗ-20 базується на двовісному шасі кар'єрного самоскида БЕЛАЗ вантажопідйомністю не менше 30 т і призначена для заряджання емульсіями «Сибірит» обводнених свердловин на відкритих гірських розробках, у т. ч. методом «під стовп води».

Як допоміжний компонент для забезпечення роботи змішувально-зарядного обладнання використовується водяне зрошення (ВО). При температурі навколишнього повітря нижче -5 ° С використовується спеціальний розчин, а вище -5 ° С використовується вода.

Машина МСЗ-16Гр на шасі автомобіля КАМАЗ-6540 або MAN 8k4, 8k8 призначена для транспортування компонентів ВР типу «Грануліт» (гранульованої аміачної селітри та нафтопродукту), приготування з них ВР та заряджання в автоматичному режимі свердловин. Для завантаження аміачної селітри із пластикових контейнерів (бігбегів) машина обладнана краном-маніпулятором вантажопідйомністю 900 кг. Бункери для аміачної селітри обладнані ваговими системами.

Конструкція навісного обладнання та шасі забезпечують відповідність машини повною вантажопідйомністю 16 т правилам перевезення великогабаритних та великовагових вантажів.

Машини для магістральних перевезень компонентів ЕВР

Для підвищення автономності роботи машин сімейства МСЗ в умовах великих кар'єрів компанія «НІТРО СИБІР» розробила та випускає серію напівпричепів цистерн для доставки та зберігання на місці невибухових компонентів ЕВР типу «Сибірит».

На початку 2000-х років було виготовлено кілька доставників МТ-20, на яких відпрацьовувалися конструкторські та технологічні принципи виробництва та експлуатації обладнання, яке повинно забезпечувати, підтримувати та суворо контролювати умови зберігання вибухових речовин у польових умовах.

МТ-20 призначена для транспортування від заводу до гірського підприємства невибухових компонентів «Сибірит»: емульсії, газогенеруючої добавки та розчину водяного зрошення або води. Цистерна вантажопідйомністю до 20 т виготовлена ​​з нержавіючої сталі та забезпечена теплоізоляцією з мінеральної вати з кожухом із алюмінієвого або сталевого листа з антикорозійним покриттям зсередини та зовні. Теплоізоляція завтовшки до 100 мм забезпечує зміну температури емульсії трохи більше 15°С за 24 години за нормальної температури навколишнього повітря до –40°С. Завантаження емульсії – самопливом, газогенеруючої добавки та води – через патрубки, вивантаження, відповідно, насосом та стисненим повітрям.

Доставник у складі автопоїзда з тягачом МАЗ-642208 або КАМАЗ-54115 – допущений на дороги загального користування, кар'єрні дороги, здатний працювати за температури зовнішнього повітря до –40°С.

Зараз на зміну доставникам першого покоління прийшла модель напівпричепа-цистерни ADR 20-1, призначена для транспортування невибухових компонентів та подальшого їх перевантаження в змішувально-зарядні машини, що працюють на гірських підприємствах, віддалених від стаціонарного пункту на значні відстані. Вантажопідйомність напівпричепа-цистерни сягає 27 т.

Місткість виготовленого з корозійностійкого алюмінію резервуара для емульсії 20,0 м3; ГГД – 0,7–1,2 м3 та розчину водяного зрошення – 1,2 м3. Завдяки застосуванню легкого сплаву споряджена маса доставника значно знижена, вантажопідйомність збільшена. Форма емульсійного резервуара забезпечує повне вивантаження емульсії, що знаходиться в ньому, самопливом.

Напівпричіп-цистерна ADR 20-3 призначений для перевезення автомобільними дорогами всіх категорій нафтопродуктів і водних розчинів солей: розбавлених розчинів нітратів і нітритів у діапазоні температур навколишнього повітря від -40°С до +50°С. Теплоізоляція резервуарів товщиною 150 мм перешкоджає падінню температури речовин, що перевозяться, більш ніж на 10°С за 8 годин при температурі навколишнього повітря до –40°С. На технологічних майданчиках необхідна температура підтримується електричними підігрівачами із живленням від зовнішньої електричної мережі 380 В.

У трьох відсіках цистерни з нержавіючої сталі 12Х18Н10Т можна перевозити компоненти загальною масою 22,5 т за умови повної маси доставщика 38 т.

Напівпричіп-цистерна обладнаний майданчиком обслуговування, складним поручнем, сходами, трьома пеналами для шлангів, в яких знаходяться шланги відповідних відсіків, електричним обігрівачем, донними та запобіжними клапанами, промивним трубопроводом, завантажувальними трубопроводами, трубопроводом подачі стисненого повітря з реду м3 та 6,5 м3, тягово-зчіпним пристроєм, з'єднувачами трубопроводів.

Доставник змонтований на тривісному напівпричепі, обладнаному підйомним пристроєм передньої осі, гальмом стоянки, опорним пристроєм, панеллю перемикачів підйомного пристрою осі та стоянкового гальма, пристроями бічного та заднього захисту, теплоізольованими шафами для розміщення викачувального насоса зі зливними.

Напівпричіп-цистерна ADR 17-1 призначений для перевезення водяного розчину нітрату амонію (аміачної селітри) концентрацією 80-93% (за масою).

Для забезпечення максимальної безпеки транспортування, навантаження та вивантаження компонентів конструкція постачальника повністю виключає їх контакт із горючими речовинами, відновниками, кислотами, лугами, кальцинованою содою, хлоридами, хлоратами, хроматами, нітратами, деревом, олією та іншими матеріалами та речовинами.

Працездатність напівпричепа-цистерни зберігається в діапазоні температур навколишнього повітря від –40°С до +50°С, температура розчину нітрату амонію не повинна знижуватись більш ніж на 10°С за 8 годин при температурі навколишнього повітря до –40°С. На відміну від доставщика ADR 20-3, у цій моделі замість електричного підігріву компонентів застосована система рідинного підігріву на базі дизельного підігрівача.

Модель ADR 17-1 – найважча у всьому модельному ряді доставників: при масі вантажу, що перевозиться, 21 т максимальна дозволена маса комплексу досягає 46 тонн!

Обсяг вибухових речовин, що використовуються у гірничорудній промисловості Росії, перевищує 1,5 млн т на рік. І доставляти їх на рудники та в кар'єри необхідно у будь-який час, щоб ні на хвилину не переривався технологічний ланцюг процесів і не постраждала жодна людина. Саме тому на чільне місце при розробці машин, які випускає «НІТРО СИБИР», поставлені їх висока надійність і безпека.

Для вантажно-розвантажувальних робіт у вагонах та внутрішньоскладських приміщеннях вітчизняна промисловість випускає механічні самохідні навантажувачі.

Акумуляторний навантажувач 4004(Мал. 26) вантажопідйомністю 0,75 т випускається серійно. Основні вузли навантажувача: корпус, передній провідний міст, керований міст, вантажопідйомний механізм, гідравлічна система механізму підйому та нахилу телескопічної рами, кермо, гальмівна система, акумуляторна батарея, електродвигун руху та механізми управління.

Передня частина корпусу жорстко кріпиться до провідного мосту, а задня частина спирається на задній керований міст через ресори. У заднього моста є знімна металева скринька, в якій розміщується акумуляторна батарея 26ТЖН-300В з номінальною напругою 30 В, живлення електродвигуна руху, насос, освітлення і звуковий сигнал.

На навантажувачах 4004 застосовуються електродвигуни постійного струму з обмотками постійного збудження: для ходового приводу механізму ДК-908Б і для приводу вантажопідйомника ДК-907А.

Колеса навантажувача мають масивні гумові шини, що забезпечують легкість його пересування по підлозі з рівним і твердим покриттям.

У передній частині кузова навантажувача розташовується телескопічна рама, що складається з двох рам - нерухомої (зовнішньої) та рухомої (внутрішньої). Нерухома рама кріпиться шарнірно до кронштейнів корпусу над провідними колесами. З внутрішньої сторони нерухомої рами вмонтована рухома рама,

Мал. 27. Робота вилок електронавантажувача

всередині якої є напрямні для каретки. Переміщення каретки по напрямних усередині рухомої рами, а внутрішньої рами по напрямних зовнішньої здійснюється за допомогою спеціальних котків.

Каретка вантажопідйомника призначена для встановлення вилкового захоплення або іншого захватного пристосування, необхідних для виконання навантажувально-розвантажувальних робіт. Підйом каретки виконується за допомогою гідравлічного циліндра та пластинчастих ланцюгів, змонтованих на телескопічній рамі.

Вмикання та зупинка навантажувача, а також перемикання швидкостей та зміни напрямку руху здійснюються за допомогою контролера КВ-28А та контактів.

З наведеної технічної характеристики видно, що навантажувачі 4004 досить маневрені, щоб виконувати вантажно-розвантажувальні роботи у вагонах та автомобілях. За допомогою електронавантажувачів 4004 можна виконувати майже повне навантаження та вивантаження ВР з вагонів (3 - 7% ВМ необхідно розвантажувати або довантажувати вручну).

Для підвищення маневреності електронавантажувачів 4004 необхідно, щоб вилки поверталися в горизонтальній площині (рис. 27). До вантажної каретки вилки укріплені шарнірно з таким розрахунком, щоб вони поверталися за допомогою гідроциліндрів на 30-35 ° поздовжньої осі електронавантажувача в обидві сторони. Це дозволяє повністю механізувати всі операції, знизані з навантаженням ВМ у вагони та вивантаження з них.

Механізація вантажно-розвантажувальних робіт за допомогою електронавантажувачів 4004 значною мірою залежить від удосконалення методів навантаження та вивантаження ВР, а також від кваліфікації механізаторів.

Електронавантажувачі серії 612 та 614призначені для транспортних робіт на твердому і рівному дорожньому покритті у вибухонебезпечних приміщеннях і зовнішніх установках усіх класів, в яких може виявитися вибухонебезпечна концентрація газів або пар з повітрям, що відносяться до 1, 2 або 3 категорій і груп займистості А, Б і Г при відносній вологості навколишнього середовища не вище 80% та температури від -20° до +40°С.

ЗМІШУВАЛЬНО-ЗАРЯДНА ТЕХНІКА І МЕХАНІЗАЦІЯ ВИБУХОВИХ РОБОТ

Машини для зарядки свердловин найпростішими вибуховими речовинами серії МСЗ

Змішувально-зарядні машини серії МСЗ призначені для:

Транспортування вихідних компонентів (аміачної селітри та дизельного палива), приготування вибухової речовини «Ігданіт» або Грануліт ПС-2 та заряджання свердловин;

Заряджання свердловин ВР заводського приготування, допущеними до застосування Гоегортехнаглядом Росії для механізованого заряджання.

Область їх застосування - зарядка сухих або осушених свердловин у кар'єрах і на відкритих гірничих розробках, для районів з температурою експлуатації -45 - +45°С.

Незважаючи на те, що машини цього класу експлуатуються вже понад 25 років, використання їх є актуальним і до теперішнього часу, враховуючи їхню простоту конструкції, невибагливість в експлуатації та обслуговуванні.

Оснащення сучасними елементами гідроприводу як вітчизняного, так і імпортного виробництва (високомоментними гідромоторами, гідророзподільниками з дискретним або пропорційним регулюванням, фільтрами тонкого очищення, тонкістю фільтрації до 10 мкн) дозволяє знизити споживану потужність і збільшити ресурс двигуна внутрішнього згоряння і коробки.

З моменту випуску перших машин змінилися і вимоги безпеки до пристрою та безпечної експлуатації зарядних машин, відображені у вимогах:

Європейської угоди про міжнародне дорожнє перевезення небезпечних вантажів (ДОПОГ);

-«Єдиними правилами безпеки при розробці родовищ корисних копалин у відкритий спосіб»;

-«Правилами перевезення небезпечних вантажів автомобільним транспортом»;

-«Правилами влаштування зарядного, доставкового та змішувального обладнання, призначеного для механізації вибухових робіт» (ПБ 13-564-03);

-«Правилами безпеки під час перевезення вибухових матеріалів автомобільним транспортом»;

-«Єдиними правилами безпеки під час вибухових робіт»;

-«Правилами дорожнього руху».

ВАТ «Гормаш» випускає машини серії МСЗ на протязі понад 5 років і за цей період освоїло весь модельний ряд на базі автомобілів вітчизняних та ближнього зарубіжжя для доріг загального користування, та на базі кар'єрного автосамоскиду БелАЗ, що відповідає всім вищезгаданим вимогам безпеки. Номенклатура змішувальних зарядних машин, що випускаються, представлена ​​в таблиці 1.

Таблиця - Технічні характеристики машин серій МСЗ, що випускаються.

Найменування серій	Базове шасі	Вантажопідйомність за компонентами	Продуктивність по ВР, кг/хв.	Точність дозування	Повна маса, трохи більше, т.к.	Габарити, мм	Колісна формула
	l
	КрАЗ-6322 КрАЗ-63221
	БелАЗ-7540А, БелАЗ-7540В та інші г/п 30т.

оснащення додатковими опціями:

Додаткове начіпне обладнання для введення енергодобавок та: підвищення енергії вибуху;

Підігрів олії у гідросистемі в зимовий період;

Антиблокувальна система гальм (АБС);

Комплект обладнання для автономної системи пожежогасіння;

-установкапрограмованого контролера з адаптованою гідросистемою фірми « S1 MENS»;

Додаткове обладнання для осушення свердловин;

Оснащення спец. спідометром із датчиком, що дозволяє обмежувати швидкість руху автомобіля;

Додатковий виносний пульт керування.

Малюнок 2 - Машина змішувально-зарядна МСЗ-В (на шасі КрАЗ-6322)

Малюнок 3 - Машина змішувально-зарядна МСЗ-25 (на шасі БелАЗ)

Конструкції всіх машин, що випускаються ВАТ «Гормаш», узгоджені із заводами-виробниками базового шасі та забезпечують стійкість при русі в умовах кар'єру, обладнані заднім захисним пристроєм із змінним положенням для руху в кар'єрах, габаритними бічними ліхтарями, поєднаними зі світлоповертачами, аварій , двополюсним вимикачем маси, запобіжними пристроями від перевантаження приводів, звуковою та світловою сигналізацією заднього ходу машини, забезпечує підтримку заданого % співвідношення компонентів ВР або його регулювання, освітлення робочої зони оператора-підривника.

На ємності встановлені перила, що складаються, висотою 1,0м.

Відбір потужності можливий як штатними, встановленими на шасі насосами НШ-50, так і додатково оснащеними шестерні або аксіально-поршневими насосами. Використання високомоментних гідромоторів імпортного виробництва при вартості їх на рівні або нижче вітчизняних аксіально-поршневих дозволяє відмовитися від застосування в гідроприводах гвинтових конвеєрів планетарних редукторів, що позначається на собівартості виготовлення та компактнішому розміщенні обладнання.

Пульт керування, оснащений електронним лічильником, дозволяє проводити зарядку свердловини в автоматичному та ручному режимах з виведенням показань на дисплей за кількістю ВР, що заряджається, або по залишку в ємності і забезпечує повний контроль за роботою виконавчих механізмів.

Можливе встановлення:

Електронно-гідравлічної системи управління на основі програмованого контролера, що забезпечує процес зарядки в автоматичному

напівавтоматичному та ручному режимі з виведенням інформації на периферійні носії, архівування;

Додаткового бункера зі шнеком для енергодобавок, що дозволяє шалено підвищити енергетику вибуху та розширити номенклатуру застосовуваних ВР.

У паспорті транспортного засобу, що передається замовнику, є такі необхідні позначки ДІБДР про переобладнання.

Таблиця 2 - Експлуатаційні характеристики

ВСТАВИТИ ТАБЛИЦЮ

«Грануліт ПС-2» та «Ігданіт» є вибухопожежонебезпечними речовинами. За ступенем небезпеки при зверненні «Грануліт ПС-2», «Ігданіт» відносяться до класу 1, підкласу 1.1 і 1.5 відповідно, групі сумісності D. Пожежа - вибухонебезпечність визначається властивостями компонентів, що входять до нього.

Суміш АС і ДП становить небезпеку ТІЛЬКИ У ВИПАДКАХ:

підвищеної вологості, кислотності – особливо по сірчаній кислоті;

забрудненості АС речовинами і матеріалами органічного походження, що випадково потрапили в продукт: папір (та інші целюлозосотримаючі матеріали), вуглеводи (крохмаль, сахариди і глюкоза) - внаслідок протікання екзотермічної реакції їх нітрування

підвищеного вмісту сірки та сірчистих сполук у дизельному паливі.

Машини серії МСЗ оснащені герметичними завантажувальними люками з гратами, що унеможливлюють попадання сторонніх предметів і зовнішніх опадів.

При випадковому загорянні основним засобом гасіння повинна бути вода, що подається, в багатих кількостях в осередок вогню, так як розчинення АС відбувається з великим поглинанням тепла та зниженням температури. З цією метою на МСЗ-25 встановлені у відсіку, що утеплює, водяний бак ємністю 1м", насос високого тиску і пожежний рукав Л=10м. Крім того передбачена подача води в бункер селітри.

Машини, для доріг загального користування, також можна комплектувати ємностями для води, але в силу їх розмірів об'єм їх не перевищує 350 -400 літрів і подача води без використання насоса під тиском не вище 1кгс/см 3

Для гасіння «Грануліта» і «Ігданіта», що спалахнув, передбачається застосовувати воду, і вуглекислотні вогнегасники.

«Грануліт», «Ігданіт» електризується, тому машина комплектується штирем заземлення, ланцюгами, що заземлюють.

Вимоги безпеки під час роботи з ВР заводського приготування - відповідно до затвердженими регламентами їх застосування.

Машини виробництва ВАТ «Гормаш» експлуатуються у різних регіонах Росії: ВАТ «Алданзолото» п. Куранах, республіка Якутія; ВАТ «Срібло – Територія» Магаданська область; ЗАТ "ПВВ" Кемеровська область.

Зазначені регіони відрізняються суворими кліматичними умовами експлуатації, тому тут особливо високі вимоги до експлуатаційних характеристик зарядних машин, особливі вимоги до покупних виробів, що використовуються, до підвищеної прохідності базових шасі в умовах бездоріжжя, коли інші машини не пройдуть. Цим вимогам відповідають машини МСЗ-В на базі Урал-4320, КРАЗ-6322, КРАЗ-63221.

Машини на шасі КрАЗ-65053, КрАЗ-65055, КамАЗ-6520, МАЗ-630305 відрізняються підвищеною вантажопідйомністю та використовуються при великому пробігу дорогами загального користування.

Емульсійні змішувально-зарядні машини

Виробництво емульсійних вибухових речовин на гірничорудних підприємствах Росії та країн СНД знаходить дедалі ширше поширення.

Істотне здешевлення вибухових робіт, підвищена безпека та екологічна чистота виробництва, відмінна водостійкість, зниження до мінімуму викидів шкідливих речовин в атмосферу та водойми - всім цим та багатьма іншими факторами обумовлений перехід на емульсійну вибухівку.

Усі найбільші гірничозбагачувальні комбінати обзаводяться власними виробничими потужностями ЕВР. У зв'язку з цим зростає потреба і в поставочній змішувально-зарядній техніці.

У 2005 р. ВАТ «Гормаш» розробило технічну документацію та випустило першу партію емульсійних змішувально-зарядних машинЕСЗМ-12.

Машини цієї серії призначені для транспортування вихідних компонентів (емульсія, ГГД), приготування із зазначених компонентів ЕВР шляхом введення в емульсію газогенеруючої добавки, що забезпечує утворення в емульсії газових бульбашок і заряджання отриманим ВР свердловин, як сухих, так і повністю обводнених.

Все обладнання машини змонтовано на шасі автомобіля КрАЗ-65053-02, що використовується як транспортна база, а також як джерело енергії для виконавчих механізмів.

Технічні характеристики ЕСЗМ-12 представлені у таблиці 1.

Таблиця 1 - Технічні характеристики ЕСЗМ - 12

Найменування показника	Значення фізичної величини чи інші дані
1 Вантажопідйомність (по компонентам ВР та воді), т, не більше по емульсії - по газогенеруючій добавкі (ГГД)-по воді
2 Продуктивність з приготування та зарядки ВР у зимовий час, л/хв, не менше
1 Допустима максимальна маса машини, погоджена із заводом виробником шасі, кг, не більше
4 Габаритні розміри, мм, не більше довжини
5 Тип шасі	КрАЗ-65053-02

На машині є:

Місткість для емульсії;

Бак для НГД;

Бак для води;

Бак для олії гідросистеми.

Вихідними компонентами для утворення вибухової речовини є емульсія та ГГД.

Вода використовується для мастила внутрішньої поверхні зарядного рукава та промивання трактів проходження ВР, а також в аварійних випадках для цілей пожежогасіння.

Бак для олії гідросистеми встановлений за кабіною шасі. На баку встановлено калорифер, призначений для охолодження олії.

Заправка ГГД і водою проводиться в заливні горловини, виведені з баків у верхню частину ємності емульсії (ззаду зліва по ходу машини заливна горловина ГГД, а ззаду праворуч по ходу машини заливна горловина води і може здійснюватися як на стаціонарних пунктах, так і в кар'єрі доставочних машин.

Всі дії з керування та контролю за роботою виробляються з пульта керування, встановленого з лівого боку машини по ходу руху.

Електрошафа управління технологічним обладнанням розташована за кабіною шасі з правого боку.

Привід механізмів машини здійснюється індивідуальними гідромоторами, гідроциліндром. Джерелом енергії є двигун шасі.

Робоча рідина, що нагнітається насосом, надходить у гідросистему машини.

Емульсійна вибухова речовина (готовий продукт) виготовляється з двох компонентів: емульсія та газогенеруюча добавка (ГГД).

Емульсія насосом-дозатором емульсії закачується із ємності емульсії. Змішування емульсії з ГГД починається в насосі - дозатор емульсії, куди дозовано подається розчин ГГД насосом-дозатором ГГД. Сенсибілізація емульсії починається при змішуванні її з розчином ГГД в статичному змішувачі і закінчується в свердловині, що заряджається.

Насос-дозатор емульсії подає суміш ВР через шланговитягувач у зарядний рукав. На вході в шланговиймач стоїть кільце для води.

зі зворотним клапаном, яким надходить вода змащує стінки рукава (при необхідності), що сприяє зменшенню опору проходження суміші ВР по зарядному рукаву і, відповідно, зниження тиску подачі.

Зарядний рукав розмотується та намотується на барабан із приводом від гідромотора.

Тиск масла в гідросистемі створюється і підтримується масляним насосом, що рухається двигуном автомобіля через коробку відбору потужності, встановлену на двоступінчастому редукторі-пропорори шасі. Розподіл та регулювання витрати масла в магістралях гідромоторів (включення, вимикання та зміна швидкості гідромоторів) проводиться секційним гідророзподільником з пропорційним електричним управлінням, яке здійснюється від програмованого контролера за певним алгоритмом та зворотним зв'язком з гідромоторами.

На трубопроводі емульсії встановлена ​​запобіжна мембрана, що руйнується, яка спрацьовує при перевищенні тиску в трубопроводі більше 10 кг/см 3 .

Прилади автоматизованої системи керування (АСУ) монтуються на технологічному обладнанні. Живлення АСУ здійснюється від бортової мережі шасі номінальною напругою 24В постійного струму. Після включення АСУ технологічним обладнанням запускається програма діагностики. Через 2-3 секунди на екрані висвічується стартовий екран, з якого можна вибрати потрібний режим роботи.

Особливу увагу при розробці ЕСЗМ було приділено безпеці машин під час експлуатації.

На додаток до штатних засобів пожежогасіння передбачено:

аварійне пожежогасіння з використанням технологічної води машини за відключених енергосистем автомобіля;<

наявність плавкої вставки в ємності емульсії, призначеної для вільного закінчення емульсії при підвищенні температури на стінках ємності понад 235°;

конструкція завантажувального люка емульсії передбачає розгермацію ємності при підвищенні всередині неї тиску понад 1 атм. та закінчення емульсії через верх.

ЕЗЗМ оснащені заднім захисним пристроєм для забезпечення ефективного захисту від попадання під машину при наїзді ззаду.

ЕСЗМ-12, передбачені для приготування ЕВР «Україніт» ПП2Б, де як ГГД використовується перекис водню, що викликало певні труднощі з вибором матеріалу при виготовленні ємності ГГД та трубопроводів транспортування через розкладання перекису водню при контакті з багатьма матеріалами. Конструкторами заводу цю проблему успішно вирішили.

Перша партія ЕСЗМ-12 (Рис. 1) пройшла приймальні випробування на рудниках ЗАТ ПВП «Кривбасвибуху» та отримано дозвіл на все постійне промислове застосування.

Малюнок 1 - Змішувально-зарядна машина ЕСЗМ-12

ЕСЗМ цієї серії застосовуються й інших ЭВВ. Було розроблено та виготовлено змішувально-зарядну машину ЕСЗМ-12Е, призначену для приготування емульсійного ВВ Емуліт «ПВВ-В».

Незважаючи на зовнішню схожість з ЕСЗМ-12, машина ЕСЗМ-12Е значно відрізняється в конструктивному виконанні. Тут застосований гвинтовий насос виробництва німецької фірми «Нетч», що обумовлено більшою довжиною (50 м) зарядного рукава, що дозволяє робити зарядку свердловин у «два уступи». Змінено конструкції баків води та ГГД, змінено конструкцію статичного змішувача, шланговитягувача. ^

В даний час успішно завершено приймальні випробування суміші-тельно-зарядної машини ЕСЗМ-12Е (Рис. 2) в ЗАТ «ПВВ» Кемеровської обл.

Малюнок 2- Змішувально-зарядна машина ЕСЗМ-12Е

Фахівці заводу постійно працюють як над удосконаленням існуючих зарядних машин, так і над створенням нових зразків зарядних машин.

ної техніки. Модельний ряд ВАТ «Гір-маш», що випускаються і розробляються змішувально-зарядних машин представлений в таблиці 2.

Таблиця 2 - Модельний ряд машин, що випускаються.

Найменування показника	Найменування машини
1 Вантажопідйомність, т
2 Продуктивність, кг/хв
3 Тип шасі

Машини для заряджання багатокомпонентнимивибуховими речовинами серії ТСЗМ

Сьогодні висуваються на перший план проблеми здешевлення вибухових робіт за рахунок переходу на відносно недорогі вибухові речовини без зниження якісних показників. Так, наприклад, дослідження, проведені в останні роки на кар'єрах Росії на необводнених блоках дозволяє відмовитися від застосування найбільш поширеного (дорожчого, оскільки останнім часом вартість тротилу, основного компонента водостійких ВР, в Росії значно зросла) раніше грамоніту 79/21 в користь дешевого безтротилового емульсійного промислового вибухового типу речовини (ПВВ) типу гранеміт марки І-50, а на обводнених свердловинах водостійкі ПВВ гранеміт марки І-30 (вітчизняна розробка), «гован» 60/40 (зарубіжна технологія - за кордон кілька десятиліть широко застосовують водомісткі ВР - емульсія «вода в маслі»). Емульсійні вибухові речовини мають хороші якісні характеристики: високі водостійкість і щільність; низькою чутливістю до механічних і теплових впливів. Для їх виробництва є доступна та дешева сировина, ЕВР відрізняється високою безпекою при виготовленні та використанні, екологічною чистотою та низькою газовою шкідливістю при проведенні вибухових робіт. Такі характеристики забезпечують гранемітам сприятливу перспективу їх застосування у гірничій справі.

Економічний ефект складається з відносно низької вартості ПВВ, повної механізації їхнього приготування, транспортування, заряджання на місцях застосування, підвищення безпеки, високої якості дроблення порід.

За даними ВАТ «Михайлівський ГЗК» - У 2006 р. планується виготовити 36,5 тис. т гранеміту. що складе 95% від спільногокількості . Використання ЕВР власного приготування дозволило комбінату втричіскоротити витрати на вибухові речовини. Проведення масових вибухів у кар'єрі з використанням ЕВР дозволяє суттєво знизити кількість шкідливих речовин, що виділяються під час вибуху, порівняно з ВР промислового виготовлення.

Правильний кисневий баланс значно зменшує викид шкідливих речовин в атмосферу за рахунок повнішого згоряння ВР - до водяної пари, азоту та вуглекислого газу).

Транспортні змішувально-зарядні машини (ТСЗМ) складають кістяк комплексу машин для механізації вибухових робіт та підвищення їхньої ефективності.

Транспортні змішувально-зарядні машини, по суті, є мобільними міні-заводами («завод на колесах») з приготування багатокомпонентних промислових емульсійних вибухових речовин (ПВВ).

Кожен компонент окремо вибухобезпечний. Відмінною особливістю серії ТСЗМ є наявність автоматизованої системи керування технологічним процесом з можливістю роботи в автоматичному, напівавтоматичному (налагоджувальному) та ручному (аварійному) режимах роботи. Схема технологічних агрегатів транспортної змішувально-зарядної машини представлена ​​на малюнку 1. Серія транспортно змішувально-зарядних машин розроблених і виготовлених на ВАТ "Гормаш" включає в себе машини на різних автомобільних шасі (БелАЗ г/п - 30т і 40т; КрАЗ, МАЗ) для приготування ЕВВ (не містять тротилу) з чотирьох вихідних компонентів (аміачна селітра, дизельне паливо, емульсія, газогенеруюча добавка - водний розчин нітриту натрію) - ЕВВ (гранеміт, емулан), трьох компонентів (аміачна селітра, дизельне паливо, емульсія) - ЕВР (Тован). Вода завжди використовується як мастило для полегшення транспортування готового продукту після гвинтового насоса до свердловини і миття трактів проходження компонентів і готового продукту після закінчення зарядки з подальшим продуванням стисненим повітрям.

Машина для зарядки "сухих" (необводнених) свердловин - ТСЗМ-ЗОПГ-А. Машини для зарядки обводнених свердловин (ТСЗМ-11ПГ (малюнок 2), ТСЗМ-11Е (малюнок 3), ТСЗМ-20ПГ, ТСЗМ-30ПГ (малюнок 4), ТСЗМ-30).

У 2007 р. розроблено також змішувально-зарядні машини ТСЗМ-11 та ТСЗМ-30Е.

Технічні характеристики машин серії ТСЗМ представлені в таблиці

1 . Зарядка «сухих» (необводнених) свердловин проводиться зверхугирло, а обводнених свердловин знизу «під стовп води».Дозування вихідних компонентів готовий продукт визначається строго визначеним (постійно контролюється програмованим контролером) числом оборотів виконавчих органів - шнеків, насосів - дозаторів за хвилину. Витрата визначається кількістю шнеком, що доставляється, насосом за один оборот -уточнюється практично для кожного конкретного виконавчого механізму в процесі калібрування при введенні в експлуатацію і після ремонту (при необхідності).

Конструкція ТСЗМ у загальному випадку включає:

- доробку шасі:

Доопрацювання системи випуску газів, що відпрацювали, з виведенням їх вперед і вправо;

Установка відбору потужності для приводу гідравлічних насосів;

встановлення лонжеронів для монтажу навісного обладнання машини;

Під спорядженням боєприпасів розуміють низку послідовних операцій із наповнення корпусів снарядів, мін, бойових частин реактивних снарядів і ракет, авіабомб тощо. вибуховими речовинами. Вибухові речовини виробляються у порошкоподібному вигляді. У боєприпасах ВР є моноліт і називаються розривним зарядом. Розривний заряд виготовляється безпосередньо в камері боєприпасу, або виготовляється заздалегідь, а потім у вигляді готових шашок укладається в камеру боєприпасу.

Наповнення корпусів боєприпасів вибуховою речовиною може здійснюватися різними способами: заливкою, шнекуванням, пресуванням. Наповнення по першому способу проводиться заливкою рідкого розплавленого ВР в корпус снаряда в один або кілька прийомів в залежності від розмірів боєприпасу і конфігурації камери. Чим більше калібр снаряда і відношення діаметра горловини камери до її найбільшого діаметру, тим більше прийомів проводиться заливка. Якісний литий розривний заряд повинен мати однорідну дрібнокристалічну структуру (без бульбашок, раковин та тріщин) та високу щільність. Для отримання однорідної дрібнокристалічної структури розривного заряду заливку ведуть при найвигіднішому співвідношенні рідкої та кристалічної фаз у розплавленому ВР. Останнє досягається так званою шимозацією ВР, тобто. енергійним перемішуванням розплавленого ВР перед заливкою.

Перемішування прискорює охолодження ВР і початок процесу його кристалізації, сприяє утворенню великої кількості центрів кристалізації і, отже, перешкоджає появі великих кристалів.

Дрібнокристалічна структура розривного заряду забезпечує йому високу щільність, міцність і безпеку при пострілі, що дуже важливо, оскільки такий розривний заряд може витримати без руйнування напруги, що розвиваються в ньому під дією інерційних сил при пострілі.

Заряди великокристалічної структури мають малої міцністю і при пострілі можуть руйнуватися, що призводить до передчасних розривів снарядів у каналі стовбура зброї або на траєкторії внаслідок займання ВР від тертя при руйнуванні зарядів.

Щоб запобігти утворенню бульбашок та раковин у заряді, рідке ВР у корпусі снаряда періодично перемішують латунним прутом, що сприяє видаленню бульбашок повітря.

Тріщини в розривному заряді не допускаються, тому що при пострілі в місцях розташування тріщин виникає значне тертя між частинками заряду, здатне викликати спалах ВР і передчасний розрив снаряда в каналі стовбура при пострілі.
Щоб не було тріщин у заряді, корпуси снарядів перед заливкою попередньо підігрівають до температури приміщення, в якому виробляють заливку, і охолоджують повільно розривний заряд. Розрізняють кускову, вібраційну та вакуумну заливки.

Сутність шматкової заливки полягає у введенні в камеру боєприпасу разом з рідким ВР заздалегідь приготовлених шматків твердого литого ВР. Заливка кусковим способом зазвичай ведеться наступним чином: спочатку в камеру боєприпасу приблизно на 1/3 її об'єму заливають рідкий тротил, який потім вводять, утрамбовуючи дерев'яною паличкою, шматки ВР до тих пір, поки вони не розподіляться по всьому об'єму рідкого ВР. Цей процес повторюється до заповнення об'єму камери.

Кусковий спосіб прискорює процес наповнення корпусів боєприпасів приблизно в 2-3 рази в порівнянні зі звичайним способом заливання одним рідким ВР. Але внаслідок неоднакової щільності одержуваної при цьому виливки, а також через поганий спай шматків із застиглим ВР даний спосіб використовується лише для наповнення вибуховою речовиною авіабомб, мін, ручних гранат та інших видів боєприпасів, розривних зарядів, які не піддаються значним струсу.

Вібраційна заливка є більш досконалим методом спорядження боєприпасів. Вібраційна заливка полягає у використанні явища вібрації для більш якісного розподілу та ущільнення шматків ВР у камері боєприпасу та прискоренні процесу наповнення камери. Вібрації з певною частотою піддається корпусу боєприпасу в процесі його наповнення за допомогою спеціального пристрою.

Вакуумна заливка має ту ж мету, що і вібраційна. Для підвищення якості заповнення корпусу та продуктивності праці перед заповненням ВР камера боєприпасу вакуумується.

Спорядження шнекування полягає в наповненні камер боєприпасів порошкоподібним ВР за допомогою шнек-апарата. Даний спосіб є високопродуктивним та механізованим. Він застосовується переважно для наповнення снарядів наземної артилерії, а також авіабомб та мін. Шнекування не застосовується для наповнення боєприпасів гексогеном і тринітротолуолом як у чистому вигляді, так і у флегматизованому, і у вигляді їх сумішей з іншими речовинами внаслідок високої чутливості їх до тертя.

Пресування полягає у виготовленні шашок вибухової речовини у спеціальних матрицях (рідше безпосередньо в камері боєприпасу) шляхом одночасного ущільнення всієї маси вибухової речовини пуансоном. Таким чином, розривний заряд або його елементи виготовляються заздалегідь і наповнення камери боєприпасу полягає у вставці готового розривного заряду.

Метод утворення заряду з виготовленням його у камері боєприпасу називається нероздільним. Спосіб виготовлення заряду поза камерою боєприпасу з подальшим закріпленням його в камері називається роздільним. Роздільний метод залежно від способу збирання та закріплення заряду в камері має два різновиди: роздільно-шашковий та роздільно-футлярний.

Роздільно-шашковий спосіб наповнення снарядів широко застосовується у нас з початку Великої Вітчизняної війни і особливо з часу впровадження у валове виробництво вибухової речовини, яким не можуть наповнювати корпуси боєприпасів ні способом заливання, ні способом шнекування. Роздільно-шашковий спосіб наповнення полягає у вставці заздалегідь виготовлених пресуванням або виливкою шашок ВР в камеру корпусу снаряда на тому чи іншому закріплювачі (зазвичай на сплаві парафін-церезин 1:1). При великій кількості шашок їх склеюють шеллачно-каніфольним лаком у зборки по кілька штук у кожній.

Послідовність виконання операцій наповнення снарядів роздільно-шашковим способом наступна. У камеру корпусу вводиться певна кількість розплавленого сплаву парафін-церезин і вставляється перша шашка (або збирання шашок); при цьому кількість сплаву підбирається так, щоб він повністю заповнював зазори між поверхнями шашки (складання шашок) та камери. Так само вставляються в камеру інші шашки або складання шашок. Потім на заряд кладуться картонні прокладки і загвинчується дно. Картонні прокладки заповнюють зазор між зарядом та дном; вони служать для підтиснення заряду в корпусі снаряда, щоб не допустити переміщення його при пострілі.

Роздільно-футлярний спосіб наповнення застосовується головним чином спорядження бронебійних снарядів. Він відрізняється від роздільно-шашкового способу тим, що пресовані шашки ВР вставляють спочатку у футляр, а потім вже споряджений футляр вставляється в камеру корпусу снаряда, де закріплюється на сплаві парафіну з церезином. Кількість сплаву підбирається з таким розрахунком, щоб повністю заповнював зазори між шашками ВР і внутрішньою поверхнею футляра, а також між поверхнею спорядженого футляра і камери снаряда. Матеріалами для виготовлення футлярів можуть бути алюміній, картон, пластмаса та ін.

При обробці розривного заряду передбачається остаточне оздоблення заряду. При остаточній обробці снарядів зовнішня поверхня снарядів забарвлюється, і на неї наноситься відмітне маркування. Забарвлення зовнішньої поверхні снарядів застосовується як антикорозійне покриття, а також служить засобом розпізнавання снарядів за їх бойовим призначенням та спорядженням. Готові снаряди закупорюються.

ВСТУП

З історичних часів зброя та військова справа знаходяться на рівні сучасної техніки. Від кийку стародавньої людини, отруєної стріли дикуна, меча античного воїна і через середньовічний порох розвиток засобів війни призводить до сучасної армії, що користується бризантними вибуховими речовинами, і, нарешті, до бойових хімічних речовин.

Згодом невикористані вибухові матеріали починають накопичуватися. Тисячі тонн найнебезпечніших речовин покриваються пилом на складах, загрожуючи вибухнути будь-якої миті.

Тому актуальною стала проблема утилізації боєприпасів. Проте знищення списаних боєприпасів розцінюється як шкода принаймні з двох причин. По-перше, результати суспільної праці різних верств суспільства (вчених, інженерів, робітників, випробувачів), матеріали, часто досить цінні, витрачена електроенергія – все це є безповоротними витратами і втратами. По-друге, утилізація боєприпасів завдає неоціненної шкоди навколишньому середовищу: забруднення ґрунту, поверхневих та підземних вод, рослинного та тваринного світу.

Тому просте знищення списаних боєприпасів недоцільно та безглуздо. Набагато раціональніше підходити до цієї проблеми з позиції застосування «непотрібних» боєприпасів як промислові вибухові речовини. Це дозволить не лише зменшити запаси застарілих боєприпасів, небезпечних для зберігання та екологічно шкідливих для знищення, а й зменшить економічні збитки – ресурси, витрачені на їх виготовлення, будуть використані недаремно.

У цій роботі я спробувала розкрити деякі особливості цієї актуальної проблеми – проблеми перетворення вбивчо небезпечних речовин на дуже мирні, промислово необхідні матеріали.

1. ПОНЯТТЯ І КЛАСИФІКАЦІЯ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН

Вибуховими речовинами називаються хімічні сполуки або їх суміші, схильні під впливом зовнішнього впливу до дуже швидкого хімічного перетворення з виділенням великої кількості енергії та великого обсягу газів із високою температурою. Стислі газоподібні продукти, миттєво розширюючись, здатні виконувати механічну роботу з переміщення або руйнування навколишнього середовища та утворювати в навколишньому середовищі ударні хвилі.

Вибухові речовини є концентрованими джерелами енергії, їх широко застосовують у військовій справі та різних галузях техніки. В даний час ВР широко використовують у гірській промисловості, при будівництві, на гідромеліоративних роботах, у сільському господарстві, при боротьбі з пожежами; вони знаходять застосування при різанні, штампуванні, зварюванні, зміцненні металів вибухом та інших галузях техніки.

Число приготованих і відомих до цього часу ВР обчислюється тисячами, і досвідченому хіміку завжди легко скомбінувати за своїм бажанням і в залежності від цілей нові вибухові речовини. За своїм зовнішнім виглядом вони бувають найрізноманітніших кольорів і мають різноманітні форми.

Досі ще не вдалося створити загальної класифікації ВР. Їх фізичні та хімічні властивості дуже залежить від причин внутрішнього і зовнішнього характеру, що відбивається з їхньої систематизації. Найчастіше найціннішою досі виявлялася практична класифікація, побудована різниці цілей і можливостей застосування вибухових речовин. За цією класифікацією ВР можна поділити на дві великі групи: практично застосовувані і безпечні в обігу ВР і високочутливі, практично незастосовувані сполуки, причому число останніх значно більше

Клас практично застосовуваних вибухових речовин у свою чергу поділяється на групи:

1.Промислових (громадянських) вибухових речовин, що у більшості випадків застосовуються у вигляді патронів при будівництві тунелів, у каменоломнях, у кам'яновугільних шахтах, у сільському та лісовому господарстві.

2. Військових або бойових вибухових речовин, що піддаються плавленню або пресуванню або вживаються у вигляді пластичних мас, що служать для спорядження снарядів, бомб, мін, торпед.

Ініціюючих вибухових речовин, що вживаються для виготовлення капсулів-запальників, капсулів-детонаторів та детонаторів (гримуча ртуть, азид свинцю, суміші з хлоратом калію).

3.Метальних засобів, куди відносяться рушничні та гарматні порохи з уповільненою, регульованою швидкістю горіння, що виготовляються шляхом желатинізації бризантних вибухових речовин.

Клас чутливих, неприйнятних у зверненні сполук включає велику кількість вибухових хімічних сполук; до них відносяться всі дуже багатозначні нестійкі речовини.

За фізичним станом промислові вибухові речовини (ПВВ) можуть бути твердими, пластичними (еластичними) та рідкими.

В даний час для вибухових робіт головним чином використовують ВР у твердому (монолітному та сипучому) та пластичному станах.

Монолітні тверді ВР (прикладом можуть бути заряди з литого або пресованого тротилу) застосовуються на вибухових роботах у порівняно невеликій кількості. У більшості випадків тверді ПВВ використовуються як порошки або гранули. Для зручності застосування порошкоподібні ВР часто патронують у паперові гільзи, полімерні оболонки або шлангові заряди, що знаходяться в твердій оболонці.

Сипучими твердими ВР є індивідуальні бризантні ВР (тротил, гексоген та ін.) та механічні суміші компонентів, що вступають між собою в реакцію при вибуху (сумішові ВР).

До сумішових ВР належать найбільш типові промислові вибухові склади. : амоніти, детоніти, динамони, алюмотоли і ін. .

Пластичні ПВВ. Зазвичай вони бувають двох типів: складаються із суміші твердих компонентів і з рідкою желатиновою масою або є полімерною матрицею, заповненою твердими дисперсними наповнювачами (композиційні пластичні ВР)

Гелеподібні ВР – це вибухові речовини, що містять як рідкий наповнювач і пластифікуючий матеріал водні гелі.

Емульсійні ВР складаються в основному з висококонцентрованого розчину аміачної селітри та рідкого нафтопродукту (дизельного палива, індустріального масла, мазуту тощо)

Рідкі ПВВ. За структурою та складом рідкі ПВВ можна розділити на дві групи: суміші на основі рідких нітроалканів і на основі солей гідразину. .

2. ОБГРУНТУВАННЯ НЕОБХІДНОСТІ УТИЛІЗАЦІЇ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН

2.1 Вибухо- та пожежонебезпечність утилізації вибухових речовин

Боєприпаси після їх виготовлення на підприємствах промисловості та проведення різних випробувань закладаються на зберігання на складах, базах та арсеналах. При цьому призначається гарантійний термін зберігання (ДСГ), протягом якого забезпечується збереження їх технічних характеристик та бойових властивостей. У процесі зберігання здійснюються контроль якісного стану та регламентні роботи, у тому числі ремонт боєприпасів, пов'язаний з видаленням корозії з металевих деталей корпусів, заміною мастила, а також ремонт дерев'яного закупорювання та ін.

Досвід зберігання боєприпасів показує, що їхня чутливість до зовнішніх впливів з часом підвищується, що пов'язано зі зміною властивостей вибухових речовин (ВВ), якими споряджені боєприпаси. Незважаючи на лакофарбові покриття поверхонь корпусів, що стикаються із зарядом ВР, з часом можуть відбуватися взаємодія ВР з матеріалом корпусу боєприпасів та утворення більш чутливих порівняно з вихідним ВР сполук, що підвищує небезпеку подальшого зберігання боєприпасів.

Тротил при взаємодії з лугом утворює дуже чутливе ВР: на чутливість тротилу впливає аміак (NН 3) у газоподібному стані, тому спорядження амотолом боєприпасів заздалегідь недоцільне.

Азид свинцю, взаємодіючи з міддю, також утворює дуже чутливе ВР, тому мідні оболонки виготовлення детонаторів з азидом свинцю не застосовують.

Неприпустимий безпосередній контакт азиду свинцю з гримучою ртуттю, тому що при цьому відбувається утворення дуже чутливого ВР.

Існують і інші поєднання, які неприпустимі при виготовленні та зберіганні боєприпасів. Чутливість до зовнішніх впливів великою мірою залежить від стійкості ВР, яка, своєю чергою, залежить з його хімічної природи, наявності домішок і умов зберігання.

Зменшують стійкість ВР продукти його розкладання (N0, N02), кислоти та луги.

Зміна фізико-хімічних властивостей ВР у процесі зберігання може суттєво вплинути на термін зберігання боєприпасів.

У процесі старіння виробів протягом гарантійного терміну зберігання (ГСГ) відбуваються накопичення продуктів розпаду, їх взаємодія з лакофарбовим покриттям (ЛКП) та конструкційним матеріалом. Глибина перетворення залежить як умов і часу зберігання, і від конструктивних особливостей виробів. Порушення технології виробництва ВР, підвищення в основному продукті домішок кислот і лугів навіть на частки відсотка можуть суттєво змінювати характеристики спорядження боєприпасів, підвищувати вибухо- пожежонебезпечність при їх тривалому зберіганні.

Водночас теорія тривалого зберігання боєприпасів досі не розроблена достатньою мірою. Не встановлено кількісний зв'язок між хімічною стійкістю ВР та гарантійним терміном зберігання боєприпасів. Тому практично терміни зберігання встановлюють емпірично за результатами контрольних випробувань, у яких визначаються збереження боєприпасів та його бойові властивості. Ухвалені в даний час терміни зберігання, після яких боєприпаси підлягають списанню, багато в чому занижені, призначені з гарантованою обережністю. Тим часом деякі боєприпаси, споряджені тротилом і які застосовувалися в другій, а іноді й у першій світовій війні, зберегли свої вибухові властивості, незважаючи на корозію, а іноді й на руйнування корпусу. Про це свідчить досвід суцільного розмінування територій, на яких йшли бойові дії або які зазнавали бомбардувань та артобстрілу.

2.2 Зберігання списаних вибухових речовин

Після закінчення гарантійного терміну зберігання боєприпаси підлягають списанню. Списані боєприпаси переводяться до інших сховищ: заборонено зберігати їх разом із справними боєприпасами, термін зберігання яких не минув.

Списані боєприпаси вимагають більш ретельного контролю за подальшого зберігання. Терміни контрольних випробувань скорочуються, підвищується трудомісткість регламентних робіт, необхідні кваліфікованіші фахівці, тому витрати на зберігання списаних боєприпасів зростають. У цьому терміни подальшого зберігання стають невизначеними. Якщо, наприклад, списана техніка може зберігатися досить довго і практичні збитки від цього невеликий, так як цінність представляє головним чином металобрухт і витрати на його зберігання малі, то боєприпаси не можна залишити без надійної охорони, організованої протипожежної служби, системи контролю якісного стану боєприпасів і т.п. .

Таким чином, зменшення запасів боєприпасів за рахунок списання їх частини, що відслужила гарантійні терміни зберігання, не лише не скорочує, а навпаки, збільшує витрати на зберігання. Це стосується як окремого складу боєприпасів, так і системи їх зберігання в цілому.

Попередні оцінки показують, що на зберігання списаних боєприпасів можуть збільшитися на 10 - 20 % проти витратами зберігання боєприпасів, які ГСХ не минув.

Максимальне скорочення термінів зберігання списаних боєприпасів шляхом їх утилізації може суттєво зменшити витрати та знизити вибухопожежонебезпеку зберігання.

Таким чином, усі викладені вище негативні аспекти змісту списаних боєприпасів свідчать, що просте знищення списаних боєприпасів недоцільно, а великих масштабах - неприпустимо.

Тому в нашій країні і за кордоном основним напрямом зниження запасів застарілих боєприпасів є їхня утилізація і, головним чином, розпорядження бойових частин, особливо споряджених великими масами ВР.

3. ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЇ РОЗПОРЯДЖЕННЯ БОЄПРИПАСІВ

3.1 Загальні відомості

Нині зібралося десятки тисяч вагонів боєприпасів, технічно непридатних чи заборонених до бойового застосування. Збройним силам не потрібні величезні запаси боєприпасів, накопичених у попередні роки. Тому актуальною стала проблема утилізації боєприпасів.

Вітчизняними та зарубіжними спеціалізованими підприємствами вже накопичено позитивний досвід промислового застосування вибухових матеріалів із утилізованих боєприпасів різного призначення (авіаційних, артилерійських, інженерних та ін.)

Під методами розпорядження боєприпасів розуміють методи вилучення їх елементів вибухових речовин із наступною утилізацією як ВР, і елементів корпусів.

Технології розпорядження боєприпасів мають певну специфіку, яку слід обов'язково враховувати під час проведення робіт. По-перше, у боєприпасах використовуються чутливі до механічних і теплових впливів речовини, що є значною потенційною вибухонебезпечністю. Випадковий вибух одного снаряда в місці, де зосереджено їх значні запаси, у багатьох випадках призводить до трагічних наслідків. По-друге, боєприпаси, що підлягають утилізації, як правило, являють собою нероз'ємну конструкцію, спочатку не передбачувану для демонтажу і, отже, для вилучення заповнених продуктів. По-третє, необхідна роздільна утилізація, наприклад, металевої складової боєприпасу, і значної частки ВР, порохів, твердих ракетних палив тощо.

3.2 Основні засади утилізації ВР

Як складне технічне завдання переробки вибухонебезпечних виробів тривалого зберігання, нерідко з невідомою історією експлуатації, утилізація повинна будуватися на ряді основних принципів:

I. Процес утилізації повинен передбачати переробку всіх елементів виробів, включаючи бойові частини, метальні заряди та двигуни, засоби ініціювання, системи керування, тару тощо.

ІІ. Безпека ведення процесів утилізації.

Процес утилізації в ряді випадків більш небезпечний, ніж процес спорядження, як по ряду об'єктивних причин (велика різноманітність конструкцій, зосереджених в одному виробництві, різноманітні умови зберігання та експлуатації конкретних виробів, труднощі розбирання та вилучення ВР тощо), так і силу суб'єктивних причин, спричинених меншою вивченістю процесів розпорядження, малим виробничим досвідом вітчизняної промисловості з утилізації, організаційними питаннями постачання боєприпасів на утилізацію тощо.

Тому має бути створений спеціальний комплекс методів (технологій та спеціалізованого обладнання) залежно від типу ВР, порохів та палив, габаритно-вагових характеристик виробів та їх конструкцій, а також вирішено питання контрольованої поставки виробів на утилізацію, проектування та експлуатації виробництв, технологічної дисципліни та підготовки кадрів

ІІІ. Процеси утилізації мають бути екологічно чистими.

При прямому спалюванні на відкритому повітрі або підривах в довкілля потрапляє велика кількість токсичних оксидів, ціанідів, солей важких металів, діоксинів. Відбувається забруднення повітря, води та ґрунту. Тому технології утилізації мають виключити отруєння довкілля.

IV. Процеси утилізації, що застосовуються, повинні здійснюватися з мінімальними економічними втратами, а при глибоких вторинних переділах одержуваної сировини в місцях утилізації вони повинні бути економічно вигідними, за винятком переробки окремих класів і видів боєприпасів.

3.3 Технологія розпорядження боєприпасів

У більшості випадків розпорядження боєприпасів передбачає виконання наступних типових операцій: видалення підривника, розтин корпусу для доступу до вибухової речовини, вилучення вибухового матеріалу, подальша переробка елементів корпусу та ВР.

Видалення та розпорядження підривника також припускають розтин корпусу, вилучення ініціюючого ВР, подальшу утилізацію корпусу та вибухової речовини.

Нині практично немає універсального способу розпорядження боєприпасів. Це пов'язано з великою різноманітністю конструкцій боєприпасів, підривників, а також широкою рецептурою штатних бризантних ВР, що використовуються для цілей спорядження і відрізняються своїми фізико-хімічними та механічними властивостями.

Видалення підривника з корпусу боєприпасу здійснюють: вигвинчуванням його з корпусу засобами механізації чи автоматизації; відділенням вбудованих підривників; застосуванням кумулятивних зарядів, піротехнічних складів для термічного різання; використанням ультразвукових чи гідродинамічних різаків; звичайною механічною різкою на верстатах.

Розтин корпусу боєприпасу для здійснення доступу до вибуху; чатій речовині може здійснюватися такими засобами та способами:

Гідравлічною різкою;

Вибуховий різким кумулятивним струменем;

Пропалювання корпусу продуктами згоряння піротехнічних складів (термічної різкою);

Руйнуванням корпусу в хімічно активному середовищі;

Механічним різанням (фрезеруванням, свердлінням) лезом (різцем) на металообробних верстатах;

Електрохімічним розчиненням (травленням);

Вплив лазерного променя.

Вилучення вибухового матеріалу з корпусів боєприпасів або їх елементів може здійснюватися такими способами:

Виплавлення;

Вимиванням струменем рідини;

Вибивання за допомогою механічних засобів;

Імпульсним способом (навантаженням імпульсом ударної хвилі);

Механічним виточуванням;

Магнітодинамічний вплив на корпус;

розчинення в хімічних середовищах;

Вплив наднизьких (кріогенних) температур.

Технологічний процес вилучення вибухових речовин із камори боєприпасу є найбільш небезпечним та складним з точки зору забезпечення спеціальним обладнанням та здійснення технологічного процесу. Вибір способу вилучення ВР з корпусу залежить від багатьох факторів, наприклад, складу вибухового матеріалу та його властивостей, підготовки вибухової речовини, що утилізується, до подальшої переробки, виконання умов і вимог з безпеки .

4. СПОСОБИ ТА МЕТОДИ РОЗРОДЖЕННЯ БОЄПРИПАСІВ І УТИЛІЗАЦІЇ ВР

4.1 Загальні відомості про утилізації

Практично всі країни, що виробляють звичайні боєприпаси, завжди стикалися з проблемою їх утилізації стосовно застарілих і знятих з озброєння, а також непридатних для використання за прямим призначенням.

У військових керівних документах рекомендується вибухові речовини та засоби підривання, непридатні для вибухових робіт (ВР), знищувати підриванням, спалюванням, потопленням у водах морів та океанів або розчиненням у воді. Для знищення ВР шляхом порушення в них детонаційної хвилі (підриванням) вибирають територію (полігон) достатньої площі, що задовольняє наступним основним вимогам:

Вплив вибухів, що проводяться на полігоні, не повинен перевищувати допустимих норм (як і за будь-якого виробничого процесу) на навколишні об'єкти;

При проведенні робіт необхідно гарантувати відсутність на території полігону людей, які безпосередньо не зайняті в процесі знищення;

Відстань від місць складування ВР до полігону має забезпечувати як безпеку складських приміщень, і мінімум транспортних операцій.

При організації вибухових робіт необхідно досягати максимального ступеня реагування ВР (повної детонації зарядів) шляхом встановлення достатньої кількості пристроїв, що ініціюють.

4.2 Основні методи розпорядження боєприпасів

Під методами розпорядження боєприпасів розуміють методи вилучення їх елементів вибухових речовин із наступною утилізацією як ВР, і елементів корпусів. Усі відомі операції з вилучення ВР із боєприпасів можна умовно об'єднати у три групи.

1. Для видалення ВР з боєприпасів, споряджених тротилом та іншими плавкими речовинами на його основі, використовують різні варіанти контактного та неконтактного нагріву та плавлення ВР пором, розплавом парафіну або тротилу, гарячою водою, індукційного способу нагрівання корпусу боєприпасу та вимивання води високого тиску

2. Великогабаритні боєприпаси, споряджені сумішевими плавкими ВР, рознаряджаються різними способами вимивання висококиплячими інертними рідинами, а також струменем води високого тиску.

3. Боєприпаси, споряджені неплавкими ВР типів А-1Х-1 (флегматизований гексоген) і А-1Х-2 (суміш флегматизованого гексогену з 20% алюмінієвої пудри) пресуванням в корпус, розряджаються різними способами механічного руйнування в тому числі струменем води високого тиску.

Не викликає важливих труднощів вилучення ВР (розривного заряду) з корпусу боєприпасу, спорядженого роздільно-шашковим методом на закріплювачі з відносно низькою температурою плавлення. При нагріванні корпусів таких боєприпасів речовина, що закріплює розривний заряд, плавиться і компактована ВР легко витягується. Для утилізації боєприпасів тротилового спорядження використовують методи плавлення ВР при контактному та безконтактному нагріваннях розривного заряду.

4.3 Розпорядження боєприпасів шляхом виплавки

Технологія та обладнання розпорядження головних частин боєприпасів типу реактивних глибинних бомб (РГБ), споряджених сумішевими вибуховими речовинами (ТНТ, гексоген), заснований на нагріванні корпусів до температури плавлення ВР та його закінчення через горловину корпусу.

Підготовлені до виплавки ВР вироби встановлюють касети по одному або групами, що складаються з декількох штук. Касети з виробами завантажують у камери установок виплавки, куди подається пара, що обігріває зовнішню поверхню виробу та оплавники. При русі камери виплавки вниз забезпечують зіткнення зрізу заряду з оплавцем, що обігрівається парою. Потім включають вібратори на камері виплавки та оплавцях. При цьому відбувається плавлення ВР, яке у вигляді розплаву витікає через кільцевий проміжок між оплавником і окуляром корпусу виробу. Розплав направляється у збірник-розріджувач. У збірнику-розріджувачу вилучений вибуховий матеріал перемішується з тротилом. Тротил попередньо плавиться в плавнику, накопичується в копильнику, потім відмірена в мірнику 6 доза зливається в збірник-розріджувач, в якому відбувається приготування однієї із спеціально розроблених рецептур промислового ВР.

Приготовлена ​​у збірнику-розріджувачі суміш стисненим повітрям передавлюється в установку гранулювання.

Установка гранулювання складається з кондиціонера, діафрагмового насоса, диспергатора, стрічкового кристалізатора.

Установка працює в такий спосіб. З кондиціонера термостатированная і перемішана додатково суміш діафрагмовим насосом подається в диспергатор. Тут з розплаву формуються краплі, які розподіляються на стрічку, що охолоджується, кристалізатора. Під час руху на стрічці краплі кристалізуються, утворюючи гранули напівсферичної форми. Гранули, що затверділи, збираються в накопичувальному бункері, з якого вивантажуються в транспортну тару або розфасовуються в мішки.

Всі технологічні апарати модуля виплавки та установки гранулювання пов'язані трубопроводами, що обігріваються. Контакти, що контактують з вибуховим матеріалом, частини обладнання та продуктопроводи виконані з нержавіючої сталі. Управління роботою установки здійснюється у місцевому або дистанційному автоматичному режимі за допомогою електропневматичної системи керування.

4.4 Розсняряння боєприпасів методом гідравлічного вимивання

Вимивання ВР струменем води високого тиску дозволяє видобувати як плавкі, і неплавкі композиції розривних зарядів при розпорядженні боєприпасів, що мають складну внутрішню конструкцію.

Так, для вилучення гексогенсодержащих та інших штатних В з корпусів артилерійських боєприпасів середнього калібру (100-152 мм), що підлягають утилізації, застосовують установки модульного типу для вимивання ВР струменем високого тиску, що забезпечують безпеку та екологічну чистоту технологічного процесу. Кожна установка працює разом із блоком очищення технологічної води.

Модуль вимивання кабінний розміщений у залізобетонній кабіні із захисним шиберним пристроєм спеціалізованих споряджувальних заводів; за наявності аналогічних кабін модуль може застосовуватись на базах та арсеналах зберігання боєприпасів.

Модуль вимивання містить П-подібну раму із закріпленим на ній зверху механізмом обертання снарядів. У центрі П-подібної рами встановлена ​​пара направляючих з візком, а внизу змонтована ємність із двома сопловими головками. Соплові головки закріплені на штангах, які пов'язані з гнучким трубопроводом з гідростанцією і можуть переміщатися у вертикальному напрямку від пневматичного приводу.

Подача корпусів у кабіну здійснюється візком, встановленим на чотирьох котках і оснащеним приводом від телескопічного пневмоциліндра. Модуль має табло, призначене для спостереження за процесом вимивання (за пересуванням сопел), яке встановлене на зовнішній стінці кабіни.

Управління роботою модуля здійснюється з дистанційного пульта пневматичної системи керування.

Вода під тиском близько 250 МПа гнучким трубопроводом надходить у соплові головки і через форсунки впливають на зріз розривного заряду, вимиваючи ВР.

У нижній частині модуля встановлений збірник водної суспензії ВР, що є ємністю з роздільними сітками під різні фракції продукту. Збірник пов'язаний трубопроводом з пневмонасосом, який призначений для перекачування суспензії «вода – ВВ» у блок очищення води.

5. ПРОБЛЕМА УТИЛІЗАЦІЇ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН В УКРАЇНІ

Однією зі складових проблеми національної безпеки в Україні є завантаження складів боєприпасами з гарантійним терміном зберігання. В даний час на базах та арсеналах МО України зібралися тисячі тонн різноманітних боєприпасів, які списані або підлягають списанню. До них відносяться авіабомби, ракети, маса ВР у яких досягає сотень і навіть тисяч кілограмів, а також артилерійські снаряди, інженерні міни та заряди з масою ВР до кількох кілограмів (зазвичай не більше 10 кг).

На складах та базах обмежені ємності сховищ не дозволяли дотримуватись необхідних умов зберігання, тому допускалося, наприклад, боєприпаси тримати на відкритих майданчиках у штабелях під навісом чи брезентом. Таке тимчасове зберігання часто залишалося незмінним. Наступні партії боєприпасів переповнювали території складів. Для будівництва нових сховищ з дотриманням безпечних відстаней були потрібні нові площі та території, а будівництво заглиблених або підземних сховищ боєприпасів пов'язане з великими матеріальними витратами, тому сховища будували недостатніми темпами. У цих умовах на відкриті майданчики для подальшого зберігання перевозилися боєприпаси зі строками зберігання, що минули, і, отже, з підвищеною вибухо- та пожежонебезпечністю. Почастішали вибухи та пожежі на складах боєприпасів. Створилася проблема, яку можна вирішити лише шляхом скорочення запасів боєприпасів. Нова оборонна доктрина, скорочення Збройних Сил, і зокрема. Звичайні озброєння також призвели до скорочення запасів боєприпасів. Цьому сприяло моральне старіння боєприпасів.

Донецький казенний завод хімічних виробів є одним із деяких підприємств України, які здійснюють безпосередньо розпорядження артилерійських снарядів та мін, протитанкових мін, авіабомб та бойових частин ракет. На ДКЗХВ створено та введено в експлуатацію такі потужності з утилізації боєприпасів: виплавка тротилових артилерійських снарядів середніх калібрів методом контактного виплавлення гарячою водою; виплавка тротилових артилерійських снарядів середніх калібрів методом неконтактної виплавки пором; виплавки артилерійських снарядів, споряджених окремо-шашковим методом; утилізація протитанкових тротилових мін шляхом розрізання корпусу з подальшим дробленням продукту; утилізація гексогеновмісних осколково-фугасних артилерійських снарядів калібру 122-152 мм методом розпилювання; розпорядження кумулятивних снарядів калібру 100-125 мм шляхом розбирання з подальшим підплавленням мастики та вилученням продукту А-ІХ-1; потік утилізації протипіхотних мін; потік розбирання на складові елементи снарядів з готовими елементами, що вражають; потік утилізації головних частин реактивних снарядів калібрів 160-240 мм методом безконтактної виплавки.

В останні роки проблема зберігання, переробки та утилізації боєприпасів на складах України стає все актуальнішою.

Через ряд причин Україна після розпаду СРСР перетворилася на величезний арсенал. Боєприпаси залишилися у спадок від Першої та Другої світових воєн та повоєнної гонки озброєнь. Нині на складах зберігається 2,5 млн. тонн боєприпасів, з яких 340 тис. тонн потребують термінової утилізації. Через 2,5 роки кількість таких боєприпасів зросте до 500 тисяч тонн. Боєприпаси з терміном зберігання, що минув, становлять постійну загрозу несанкціонованих вибухів і пожеж, що може призводити до катастрофічних наслідків, пов'язаних із загибеллю людей і непоправною шкодою природі.

Процес утилізації вибухових речовин дуже складний та небезпечний. Небезпека закладена через ряд причин. У ході процесу утилізації відбувається маса необхідних додаткових операцій, при яких ВР піддається механічному та тепловому впливу. Небезпека зростає також через те, що цьому впливу піддаються "старі" ВР (які перебували у виробах і мають у своєму складі продукти розкладання та, можливо, продукти їх взаємодії з корпусом виробу). Необхідно відзначити, що на утилізацію найчастіше надходять боєприпаси, які перебували у службовому обігу – іржаві, що мають пошкодження та дефекти корпусу.

До того ж, що застосовуються в даний час способи утилізації далеко не ідеальні і ПВВ, що отримуються, не в повній мірі задовольняють всім пред'явленим до них вимогам. Саме тому пошук нових, ефективніших методів утилізації та використання «непотрібних» вибухових речовин є важливим завданням фахівців, які працюють у цій галузі.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Генералів М.Б. Основні процеси та апарати технології промислових вибухових речовин: Навчальний посібник для вузів. - М.: ІКЦ «Академкнига», 2004. - 397с.

2. Штетбахер А. Пороха та вибухові речовини – М.:ОНТІ, 1936 – 585 с.

3. За загальною ред. Щукіна Ю.Г. Промислові вибухові речовини з урахуванням утилізованих боєприпасів: Навчальний посібник для вузів. - М.: Надра, 1988. - 319с.

4. Мацеєвич Б.В. Номенклатура та характеристика промислових вибухових матеріалів. - М.: Наука, 1986. - 80сю

5. Кутняшенко І.В., Бован Д.В. Перспективи та проблеми утилізації вибухових речовин на підприємствах України: збірник наукових праць ДонНТУ серія "Хімія та хімічна технологія", 1995-2005., 110с.

Стаціонарні пункти підготовки та приготування ВР або їх компонентів поділяються на такі пункти:

приготування безтротилових найпростіших ВР (ігданітів) з невибухових компонентів;

розтарювання промислових ВР та спорядження зарядних машин;

приготування гарячого насиченого розчину селітр зі стабілізуючими добавками для приготування на підривному блоці водомістких ВР;

приготування зворотних емульсій з розчину селітр з емульгаторами для приготування на блоці емульсійних ВР, що вибухає.

Нижче розглянуто схеми та технологію робіт на перерахованих пунктах підготовки та приготування компонентів ВР.

Пункти для приготування ігданітів.На великих кар'єрах або на ділянці спеціалізованої організації, яка веде вибухові роботи на групі кар'єрів (на кшталт об'єднання Північний Схід золото), з великим обсягом споживання ігданіту можуть створюватися спеціалізовані стаціонарні пункти його приготування. Обладнання пунктів має забезпечувати високопродуктивне

та безпечне виконання наступних операцій: приймання аміачної селітри та розміщення її у сховищі; зберігання селітри в режимі, що виключає її зайве зволоження та стеження; подача селітри у вузол приготування ігданіту; приготування ігданіту та дозоване навантаження отриманого ВР у зарядні машини.

В даний час основним типом ВР, що використовується для розробки розсипів Північного Сходу СРСР, є ігданіт, частка якого перевищила 60% загального обсягу споживання ВР в цьому регіоні.

Створений ВНДІ-1 комплекс «Берелех» дозволив механізувати приготування ігданіту в об'єднанні Північний схід-золото на 100% та в об'єднанні Якутзолото на 60%. Нині у промисловій експлуатації перебувають 35 комплексів «Берелех». Одночасно було створено технологію безтарного зберігання аміачної селітри (АС) у буртах місткістю 600 т. Дослідження, проведені ВНДІ-1 та ІПКОН АН СРСР з оцінки придатності для виготовлення ігданіту аміачної селітри десяти різних заводів-виробників, показали, що АС, не піддана , здатна утримувати лише 3-4% дизельного палива (ДП) Низька стабільність ігданіту скорочує допустимий час знаходження зарядів у свердловинах, що обмежує обсяги масових вибухів, збільшує їх кількість і призводить до невиправданих витрат від простоїв бурових верстатів, землерийної техніки, а загалом зниження техніко-економічних показників вибухових робіт.

Перспективними є два методи підвищення стабільності ігданіту: введення в дизельне паливо поверхнево-активних речовин (ПАР) та введення до складу ігданіту на стадії змішування його компонентів дисперсних горючих добавок.

Найкращі результати отримані при використанні суміші, що складається з неіоногенного та катіонного ПАР. Додавання цієї композиції у поєднанні з співрозчинником ПАР до ДТ забезпечує стабільність ігданіту при температурі від -5 до -45 °С протягом 72 год.

Схема дозування рідкого палива при виготовленні ігданіту на установці ІСІ-2 показана на рис. 13.9. На нагнітальній гілки магістралі рідкого пального компонента від шестерного насоса встановлюються регулятор витрати (дросель) рідкого компонента 3 та зворотний клапан 2. Для здійснення контролю за витратою рідкого пального компонента у системі його подачі передбачається встановлення двох дозаторів 8, обладнаних відповідною запірною арматурою. З накопичувальної ємності 1 рідкий компонент самопливом надходить через вхідні клапани 9 у дозатори 8, після чого вхідні крани встановлюють у закрите положення. Подача рідкого компонента в змішувальний шнек ІСІ-2 через форсунку розпилювача 5 здійснюється установкою одного з кранів

Мал. 13.9. Схема дозування подачі рідкої паливної добавки для приготування ігданіту на установці ІСІ-2

дозатора 7 у відкрите положення з наступним включенням насоса 6. Витрата рідкого пального компонента встановлюється за допомогою дроселя 4, при цьому надмірна кількість його повертається через зворотний клапан у діючий дозатор. Безперервне дозування забезпечується поперемінною роботою дозаторів за допомогою перемикання одного дозатора на інший після випорожнення дозатора, що працює. Завдяки тому, що місткість кожного дозатора розрахована на місткість бункера-накопичувача готового ігданіту, створюється можливість постійного контролю за дотриманням співвідношення компонентів, що змішуються, і при необхідності здійснюється коригування в подачі рідкого пального компонента. Введення добавок композиції ПАР та співрозчинника при виготовленні стабільного ігданіту здійснюється в накопичувальну ємність з ДП. В даний час у ВНДІ-1 розроблена та пройшла промислові випробування на підприємствах технологія виготовлення трикомпонентного ігданіту, що володіє одночасно покращеною стабільністю та підвищеною енергією вибуху. Для виготовлення цього ігданіту було застосовано розроблений ВНДІ-1 комплекс обладнання ІСІ-2 продуктивністю 20 т ВР на годину.

Розроблено новий спосіб отримання алюмінієвих ВР методом холодного змішування компонентів в умовах гірничих підприємств.

Дисперсний горючий компонент рівномірно розподіляється в рідкій добавці до утворення однорідної суспензії, після чого обробляються цією суспензією гранули аміачної селітри, при цьому поверхневий контакт між дисперсним компонентом і гранулами АС посилюється наявністю у складі ВР добавок ПАР. Застосування цієї технології для приготування багатокомпонентних складів дозволяє виключити розшарування вибухової суміші у процесі її приготування, транспортування та заряджання. В основу пристрою для приготування суспензій було покладено принцип роботи струминного апарату в режимі рідина-повітря за замкненою гідравлічною схемою (рис. 13.10). При цьому як робоча рідина використовувалася рідка горюча добавка, що циркулює між насосом. 1 та баком 2 по кільцевому трубопроводу. Завантаження дисперсного

Мал. 13.10. Схема змішування рідкої паливної добавки з алюмінієвою пудрою

компонента 3 (порошок алюмінію) в змішувальний бак пристрою вироблялася з тарістальних барабанів, що поставляється, по гнучкому шлангу під дією розрядження, створюваного струменем робочої рідини в змішувальній камері гідроелеватора. Пристрій для приготування суспензій, який отримав назву гідровакуумний змішувач, увійшов до складу установки ІСІ-2 для виготовлення трикомпонентних ігданітів з підвищеною енергією вибуху. Селітра подається в ємність 4 і поєднується з суспензією в похилому шнеку 5 (Див. рис. 13.9).

Пункти для механізованого розтарювання та завантаження ВР у зарядні машиниповинні забезпечувати виконання наступних операцій: прийом ВР у мішках або м'яких контейнерах, розтарювання мішків або контейнерів у накопичувальний бункер для спорядження зарядних машин, збирання використаної тари. Такий пункт розтарювання показано на рис. 13.11.

Доставка ВР на пункт передбачається на піддонах акумуляторним навантажувачем ЕШ-181 вантажопідйомністю 1000 кг, автомашинами або залізничними вагонами.

Навантажувач опускає мішки з ВР на майданчик біля кінцевої частини похилого стрічкового конвеєра. Звідси мішки надходять на стрічку, піднімаються на верхній майданчик і при сході з конвеєра захоплюються вібраційною установкою, що розтарює, УРВ-2, в якій розрізаються паперові мішки, відбувається часткове подрібнення злежався ВВ, а неруйнувані шматки ВВ надходять у валкову дроб. З-під сита та від дробарки подрібнене ВР надходить у бункер-накопичувач. Паперова упаковка по лотку надсилається до збірної ємності. Випускні отвори бункера обладнані затворами-дозаторами, з яких ВР надходить у ємності зарядних машин.

Мал. 13.11. Схема стаціонарного механізованого пункту підготовки (приготування) ВР:

1 - похила галерея з конвеєром; 2 - Будівля розтертуючої установки; 3 - бункер-накопичувач; 4 - лоток для випуску мішкотари; 5 - Зарядна машина

З пункту до місця вибухів ВР доставляється у транспортно-зарядних машинах. Такий пункт доцільно обладнати двома бункерами, один із яких завантажується гранулотол, а другий - гранульована аміачна селітра. Для заправки зарядних машин є ємність із соляровим маслом.

Доцільно бункери двобункерних зарядних машин споряджати ігданітом і гранулотолом та використовувати кожне ВР окремо для заряджання нижньої (обводненої) та верхньої (сухої) частин свердловин.

В організаціях Кривбасвибухпром і Кмавзривпром застосовуються пересувні установки, що розтарюють, змонтовані на автомашині, якою можна розтарювати мішки безпосередньо із залізничних вагонів і споряджати зарядні машини поблизу місця вибуху в будь-якому місці кар'єру (рис. 13.12).

Застосування пересувних установок типу МПР-30 робить непотрібним спорудження стаціонарного пункту, що забезпечує зниження витрат на розтарювання ВР і дозволяє змінювати місце розтарювання ВР (спорядження зарядних машин). Недоліками пересувних установок, що розтарюють, є низька продуктивність спорядження зарядних машин і підвищена запиленість в робочій зоні оператора на верхній площі розтарювання.

Пункти для приготування насиченого гарячого розчину селітр.У цих пунктах готується розчин аміачної, натрієвої та кальцієвої селітр зі стабілізуючими добавками (поліакриламід, карбоксилметилцелюлоза, ПАР тощо). Розчин

Мал. 13.12. Схема самохідної вантажно-розстарювальної установки МПР-30

застосовується в якості компонента для приготування на блоці, що підривається ВВ шляхом додавання в нього гранульованого або лускатого тротилу. При цьому утворюється суспензія з розчину та частинок тротилу, що мають різну густину. Для стабілізації заряду в нього вводять у процесі заряджання добавки та поперечні зшивки, що прискорюють його загущення.

Вибухові суміші на основі гарячого розчину аміачної селітри типу ГЛТ-20 освоєно на Лебединський ГЗК з розробок Ленінградського гірничого інституту за участю НІІКМА. У 1975 р. на цьому ГЗК було побудовано пункт для приготування гарячого розчину селітри. До складу пункту входять склад селітри, установка для приготування гарячого розчину окислювача, машина УДС для доставки готового розчину окислювача та змішувально-зарядний агрегат СЗА-1. На цьому пункті проводяться розтарювання з подрібненням селітри, що злежалася, приготування гарячого її розчину зі стабілізуючими добавками, завантаження готового розчину в доставочну машину УДС.

З 1986 р. комбінат використовує для приготування зарядних машин ВВВ «Акватол-1У» і «Акватол-3», які споряджають на пункті гарячим розчином селітр і доставляють його на блок, що заряджається. Сюди ж у зарядній машині МОЗ-ЗА доставляють тротил (гранульований або лускатий), звідки він по зарядному рукаву через об'ємні дозатори подається в ємність машини «Акватол-1У», з якої після перемішування протягом 15 хв надходить зарядним шлангом у свердловину під стовп. води.

Виготовлена ​​на комплексі вибухова суміш ГЛТ-20 має густину заряджання в 1,4-1,6 рази вище в порівнянні з гранульованими ВР.

Застосування вибухової суміші ГЛТ-20 забезпечує зниження собівартості 1 т ВР у 1,7-2 рази і дає змогу зменшити обсяг буріння свердловин на 15-20 % за рахунок підвищення об'ємної концентрації енергії заряду ВР. ГЛТ-20 доцільно застосовувати в першому ряду свердловин зі збільшеною величиною лінії опору по підошві, підривати блоки з розширеною свердловинною сіткою.