Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с мелкодисперсной пылью при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с проведением взрывных работ.

При проведении взрывных работ около 50-70% пыли дает поднятый взрывом штыб, находящийся на поверхности взрываемого блока. Поэтому необходимость нейтрализации пыли с помощью связывающих веществ является актуальной задачей.

Известен способ пылеподавления на открытых угольных складах (патент РФ 2142564, МПК E21F 5/02, 1999 г.), заключающийся в орошении поверхности угля водой, нагретой перед распылением до 60-80°С, для предотвращения ветровой эрозии при отрицательных температурах. Недостатками данного способа являются значительный расход воды и недостаточное описание изобретения, в том числе физических параметров орошения и устройств для его осуществления.

Известен способ пылеподавления при взрывных работах, принятый за прототип (патент РФ 2273738, МПК E21F 5/02, 2006 г.), заключающийся в продолжительной (до, во время и после взрыва) обработке пылегазового облака жидкостью, например водой, из оросительных установок. Недостатками данного способа являются невысокая эффективность пылеподавления мельчайших фракций пыли (до 20 мкм), а также необходимость применения защищающих от физических воздействий специальных установок.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности пылеподавления, сокращение времени простоя оборудования после проведения взрывных работ, улучшение экологической обстановки на взрываемом блоке и близлежащей территории.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе пылеподавления при взрывных работах, включающем орошение взрываемого блока жидкостью из оросительных установок, согласно изобретению в качестве жидкости используют водный раствор биогума, которым обрабатывают взрываемый блок после зарядки и последующей забойки скважин, до монтажа взрывной сети, при этом концентрация биогума в растворе составляет 10-25%.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Обуривают взрываемый блок. Осуществляют зарядку скважин и их забойку. Затем, до того, как смонтирована взрывная сеть, с помощью поливальных машин, например ЗИЛ-130, обрабатывают поверхность заряжаемого блока водным раствором биогума (ГОСТ Р 50335-92, http://standartgost.ru/ГОСТ%20P%2050335-92). Для достижения заявляемого технического результата необходимой и достаточной является концентрация биогума в водном растворе в диапазоне от 10 до 25%. Указанное соотношение установлено эмпирически и зависит от физико-механических свойств горных пород, а также запыленности взрывного блока. Так, при обработке слабых горных пород для достижения технического результата достаточно использовать 10-12% водный раствор биогума, но при использовании раствора с концентрацией ниже указанного предела эффективность пылеподавления существенно снижается. В свою очередь верхний предел концентрации определяет необходимое и достаточное содержание биогума в водном растворе для достижения технического результата при обработке наиболее крепких горных пород. Дальнейшее увеличение концентрации не приводит к улучшению качества пылеподавления, но повысит себестоимость реализации способа, что является неприемлемым.

В результате обработки поверхности взрываемого блока водным раствором биогума происходит изменение структуры поверхностного слоя горного массива, состоящего из частиц породы, образовавшихся в результате ударно-вращательного бурения, заключающееся в образовании устойчивых связей, которое выражается в консолидации и уплотнении буровой мелочи и мелкодисперсной фракции горной породы. Означенное структурное изменение надежно предотвращает образование пыли посредством воздушных потоков, протекающих в рабочей зоне карьера. Также при осуществлении массового взрыва водный раствор биогума, в силу его физико-химических свойств, обеспечивающих требуемые эксплуатационные характеристики, оказывает пылеулавливающее и сорбирующее воздействие на образовавшееся пылегазовое облако, а именно высокая гидрофильность, смачивающая способность, большая площадь поверхности обеспечивает эффективность использования биогума в качестве коагулянта при протекании процесса улавливания как частиц дисперсной фазы, так и токсичных газообразных продуктов взрыва.

Известно, что согласно проекту массового взрыва, составляемому специалистами-взрывниками на основе требований по безопасному ведению горных работ, после произведения взрывных работ допуск людей в карьер разрешается после получения ответственным руководителем взрыва сообщений ВГСЧ о снижении концентрации ядовитых продуктов взрыва в воздухе до установленных норм, но не ранее чем через 30 мин после взрыва, рассеивания пылевого облака и полного восстановления видимости на карьере, а также после осмотра мест (места) взрыва соответствующим лицом технического надзора (согласно распорядку массового взрыва). В сухую безветренную погоду проветривание взорванного блока занимает до двух часов в зависимости от интенсивности взрывного дробления, физико-механических свойств горных пород, типа используемого взрывчатого вещества. В течение этого времени горное оборудование простаивает, и персонал не может приступить к отработке породного развала. Заявляемый способ позволяет сократить время простоя оборудования после проведения взрывных работ за счет повышения эффективности пылеподавления.

Пример конкретного применения способа.

Способ осуществлялся на филиале УК «Кузбассразрезуголь» ОАО «Краснобродский угольный разрез». Блок №152 на горном участке №4 был обурен буровым станком DML-1200 №8363 для его дальнейшей отработки экскаватором РН-2000 №190. Слагающие породы - песчаники крепостью 9 по шкале проф. М.М. Протодьяконова, блочность - IV. Скважины пробурены наклонные диаметром 215,9 мм глубиной 2-17 м, обводненностью до 6 м, в количестве 1036 шт. Всего пробурено 9872 п.м. скважин. Объем взрываемого массива 374484 м³.

Скважины были заряжены взрывчатым веществом Эмульсолит-П в количестве от 26 до 520 кг. Была осуществлена забойка скважин инертным материалом согласно проекту массового взрыва. Затем при помощи поливальных машин, имеющихся в распоряжении автоколонны разреза, был произведен полив поверхности взрывного блока 18%-ным водным раствором биогума. Расход раствора при поливе составил 4 л/м², всего было использовано 119000 л раствора. После этого был завершен монтаж взрывной сети и произведен массовый взрыв.

Заряжание взрывного блока и его последующая обработка водным раствором биогума производилась в летнее время года в сухую ветреную погоду. Оценка изменения интенсивности пылеобразования производилась после обработки поверхности взрывного блока раствором биогума и непосредственно после произведения массового взрыва. Оценка осуществлялась посредством визуального наблюдения, а также при помощи видеофиксации на скоростную видеокамеру процессов образования, распространения и осаждения пылегазового облака.

В течение эксперимента наблюдалось полное предотвращение ветрового пылеобразования после обработки поверхности заряжаемого блока водным раствором биогума, а также снижение интенсивности процесса пылеобразования при проведении массового взрыва в комплексе с более скорым осаждением и нейтрализацией мелкодисперсных и газообразных компонентов пылегазового облака.

Таким образом, подтверждена эффективность заявляемого способа пылеподавления.

Преимущества заявляемого способа

Заявляемый способ положительно влияет на экологическую обстановку на взрываемом блоке и близлежащей территории, снижает время ожидания осаждения пылегазового облака и, следовательно, сокращает время простоя оборудования после проведения взрывных работ.

Заявляемый способ также может быть использован для пылеподавления на дорогах разрезов.