Авторы: М.К. Песоцкий, Ю.В. Манжос, А.В. Белодед, Н.Л. Мусатова
Источник: Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах.Сборник научних трудов МакНИИ.2003.-с.275-280

К ВОПРОСУ О КАЧЕСТВЕ И КОМПОНЕНТНОМ СОСТАВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Приведены результаты исследовательских испытаний образцов от опытных партий аммонитов Т-19-300, № 6ЖВ-250 и аммонала скального № 1 прессованного-250, изготовленных на основе аммиачной селитры, содержащей жирные кислоты фракции С₁₆ – С₂₂. На основании положительных результатов этих испытаний МакНИИ рекомендовал указанную аммиачную селитру для постоянного изготовления промышленных водоустойчивых аммиачно-селитренных ВВ.

Известно, что на безопасность и эффективность взрывных работ в угольных шахтах влияет целый ряд факторов, в том числе качество применяемых взрывчатых веществ (ВВ). Например, при взрывных работах (ВР) в верхней нище 6-й восточной лавы на шахте им. Киселева ПО "Торезантрацит" произошел несчастный случай. Причиной этого случая явилось наличие остатков в "стаканах" шпуров несдетонировавшего угленита Э-6 (партия 325), который остался незамеченным и затем взорвался вследствие механического воздействия на него ручным инструментом при оформлении забоя. А при производстве ВР в забое южного уклона на шахте им. Чеснокова ПО "Стахановуголь" произошло выгорание шпурового заряда угленита Э-6 (партия 390), вследствие чего создалась аварийная ситуация, приведшая к рудничному пожару.
Испытания образцов угленита Э-6 от партий 325 и 390, исполь зуемых на указанных шахтах показали, что оба образца ВВ имели заниженную против нормы передачу детонации, т.е. не соответствовали требованиям стандарта [1].
В связи с этим ВВ, используемые при взрывных работах в шахтах, подвергаются периодическим и инспекционным контрольным испытаниям, проводимым в институтах по безопасности работ.
По результатам испытаний определяют соответствие свойств и качества, серийно выпускаемых промышленных ВВ требованиям и нормам, установленным стандартами или техническими условиями.
Периодические контрольные испытания проходят образцы из партий серийно выпускаемых ВВ, направляемые в МакНИИ предприятиями-изготовителями в соответствии с требованиями стандарта в сроки, установленные ежегодными план-графиками проведения госиспытаний промышленных ВВ.
Инспекционным испытаниям подлежат образцы, представляемые потребителями (шахты, базисные склады ВМ производственных объединений или холдинговых компаний) в случае сомнения в качестве ВВ, при неудовлетворительных результатах взрывных работ или ВВ, вследствие применения которых произошла авария.
Анализ промышленных ВВ, поставляемых шахтам за период 1978-1990гг. показывает, что основными показателями, по которым были забракованы ВВ, являются детонационная способность [2] и предохранительные свойства [3].
Несмотря на то, что МакНИИ были разработаны и внедрены новые более эффективные планы контроля качества ПВВ [4], проблема повышения качества этой продукции остается актуальной до настоящего времени.
Так, анализ результатов контрольных испытаний ВВ, проведен¬ных за последние 12 лет, показывает, что качество серийно выпускаемых ВВ, используемых в угольных шахтах, нестабильно. При этом процент брака предохранительных ВВ по годам составляет от 0 до 25, а непредохранительных ВВ от 0 до 18,2.
Основным показателем, по которому забраковано большинство партий ВВ, является низкая детонационная способность по причине их недостаточной водоустойчивости. Поэтому одним из значимых показа¬телей промышленных аммиачно-селитренных ВВ, применяемых в угольных шахтах, является их водоустойчивость, особенно при веде¬нии взрывных работ в обводненных забоях горных выработок.
Согласно требованиям нормативных документов (ГОСТ, ТУ) для изготовления промышленных аммиачно-селитренных водоустойчивых ВВ применяется водоустойчивая аммиачная селитра ГОСТ 14702-79 [5], при производстве которой используют синтетические жирные кислоты фракции С₁₇ - С₂₀ ГОСТ 23239-78.
Однако в связи с отсутствием в Украине и странах СНГ производства требуемой указанным стандартам фракции жирных кислот ОАО "Концерн "Стирол" (г. Горловка Донецкой обл.) совместно с авторами настоящей статьи было предложено использовать жирные кислоты фракции С₁₆ —С₂₂, выпускаемые на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе (Россия).
Целью настоящей работы является установление возможности повышения водоустойчивости ВВ за счет использования аммиачной селитры ГОСТ 14702-79, содержащей жирные кислоты фракции С₁₆- С₂₂, для чего в соответствии с договором № 1794430230 от 03.12 01. ОАО "Концерн "Стирол" были представлены в МакНИИ на исследовательские испытания образцы от опытных партий промышленных па тренированных ВВ аммонитов Т-19-300, № 6ЖВ-250 и аммонала скального № 1-250 прессованного, изготовленных Донецким Казенным заводом химических изделий (ДКЗХИ) на основе этой аммиачной селитры по технологии указанных серийно выпускаемых ВВ.

Таблица 1. Результаты испытаний предохранительных и непредохранительных ВВ в 1991 - 2002 гг

Год	Количество образцов ВВ, поступивших на испытания
	Предохранительные ВВ			Непредохранительные ВВ
	общее кол-во испытанных образцов	забраковано		общее кол-во испытанных образцов	забраковано
		образ-цов	%		образ-цов	%
1991	33	4	12,1	15	2	13,3
1992	16	2	12,5	1	0	0
1993	14	1	7,1	2	0	0
1994	17	2	11,8	0	0	0
1995	15	1	6,7	0	0	0
1996	9	1	11,1	0	0	0
1997	16	4	25,0	1	0	0
1998	10	2	20,0	4	0	0
1999	9	0	0	6	1	16,7
2000	11	0	0	4	0	0
2001	8	0	0	11	2	18,2
2002	15	1	6,7	8	0	0

Взрывчатое вещество аммонит Т-19 является порошкообразным, патронированным, предохранительным ВВ IV класса, представляющим собой взрывчатую смесь, содержащую водоустойчивую аммиачную селитру, тротил и хлористый натрий. Кислородный баланс данного аммонита составляет минус 2,47%. Запатронирован аммонит в бумажные гильзы в патроны диаметром 36 мм, массой по 300 г. Аммонит Т-19-300 предназначен для взрывных работ по углю и по породе в шахтах, опасных по газу и пыли в условиях, где нормативными документами допущено применение предохранительных ВВ IV класса.
Данный аммонит выпускается серийно по ГОСТ 21982-76 (последние 2 года выпускается по ТУ У 3.50-14311844-112-2000) и применяется в угольных шахтах Украины с 1976 г. по настоящее время.
Аммонит № 6ЖВ-250 является также порошкообразным патронированным, но непредохранительным ВВ II класса, представляющим собой взрывчатую смесь, содержащую тротил и водоустойчивую селитру. Запатронирован этот аммонит в бумажные гильзы в патроны диаметром 32 мм массой по 250 г. Кислородный баланс этого состава минус 0,53%. Аммонит № 6ЖВ-250 предназначен для взрывных работ в подземных условиях и на открытых горных разработках, за исключением шахт и рудников, опасных но газу и пыли. Выпускается этот аммонит серийно по ГОСТ 21984-76 (последние 3 года выпускается по ТУ У 3.50-14311844-089-98) и применяется в угольных шахтах Украины с 1976 г. по настоящее время.
Аммонал скальный № 1 является прессованным, патронированным непредохранительным ВВ II класса, представляющим собой взрывчатую смесь, содержащую селитру аммиачную водоустойчивую, тротил, гексоген и пудру алюминиевую. Запатронирован аммонал в бумажные гильзы в патроны диаметром 36 мм массой 250 г (патрон состоит из двух прессованных шашек: верхняя шашка - 127 г, нижняя - 123 г). Кислородный баланс этого ВВ составляет мину 0,79%.
Известно, что одним из основных принципов построения составов предохранительных ВВ является применение такого соотношения компонентов, которое соответствует нулевому кислородному балансу, исключающему при полном взрывчатом превращении образование горючих газов и свободного кислорода [6]. Этот принцип построения составов используется и при разработке непредохранительных ВВ II класса, предназначенных для применения в подземных условиях, исключая таким путем образования ядовитых газов, поскольку при положительном кислородном балансе (избыток кислорода) образуются оксиды азота, а при отрицательном (недостаток кислорода) - оксид углерода.
Исходя из этого принципа построения ВВ и учитывая введение в состав аммиачной селитры жирных кислот другой фракции, нами были выполнены сравнительные расчеты по определению кислородного баланса жирных кислот фракций С₁₇ - С₂₀ и С₁₆ - С₂₂. При этом установлено, что среднее значение кислородного баланса жирных кислот фракции С₁₇- С₂₀ составляет минус 294,92%, а С₁₆ - С₂₂ - минус 295,30%, т.е. изменение кислородного баланса составило на 0,38%. С учетом требований стандарта на аммиачную селитру ГОСТ 14702-79 с целью обеспечения водоустойчивости ВВ в ее состав вводится 0,4% жирных кислот.
Теоретическая проработка рассматриваемого вопроса и выполненные расчеты показали принципиальную возможность использования водоустойчивой аммиачной селитры, содержащей жирные кислоты фракции С₁₆ - С₂₂ для изготовления водоустойчивых промышленных взрывчатых веществ. Однако для подтверждения этого положения были проведены исследовательские испытания по установлению количественных значений физико-химических и взрывчатых показателей, определяющих безопасность и эффективность аммонитов Т-19-300, № 6ЖВ-250 и аммонала скального № 1 прессованного-250.
Испытания этих ВВ были проведены в лабораторно-полигонных условиях на аттестованных стендах и установках МакНИИ, на которых проводятся госиспытания ВВ и средств инициирования с применением стандартных методов, позволяющих достоверно сопоставить между собой соответствующие показатели опытных образцов аммонитов и аммонала, изготовленных на основе аммиачной селитры, содержащей синтетические жирные кислоты фракции С₁₆-С₂₂ с показателями, предусмотренными нормативными документами на перечисленные ВВ (ТУ, ТТ).
Результаты исследовательских испытаний представленных образцов от опытных партий аммонитов Т-19-300, № 6ЖВ-250 и аммонала скального № 1 прессованного-250, изготовленных на основе аммиачной селитры, содержащей жирные кислоты фракции С₁₆ – С₂₂, показали, что промышленные серийно выпускаемые аммониты Т-19-300 (IV класс), № 6ЖВ-250 (II класс) и аммонал скальный № 1 прессованный -250 (II класс), которые были изготовлены на основе водоустойчивой аммиачной селитры, содержащей синтетические жирные кислоты фракции С₁₆ - С₂₂, по всем физико-химическим и взрывчатым показателям, а аммонит Т-19 еще и по предохранительным свойствам не только соответствуют требованиям нормативных документов (Технические условия - ТУ, Технические требования - ТТ), а и улучшается целый ряд нормативных показателей (водоустойчивость, критический диаметр детонации, детонационная способность патронов после замочки их в воде).
Результаты исследований и испытаний опытных образцов аммонитов Т-19, № 6ЖВ и аммонала скального № 1 прессованного позволили МакНИИ рекомендовать аммиачную селитру, содержащую жирные кислоты фракции С₁₆ - С₂₂, для постоянного изготовления промышленных водоустойчивых аммиачно-селитренных ВВ, предназначенных для производства взрывных работ в угольных шахтах, в условиях, оговоренных требованиями "Единых правил безопасности при взрывных работах".

Выводы

1. Качества взрывчатых веществ серийного производства как предохранительных, так и непредохранительных, поставляемых дольным шахтам, еще не полностью соответствуют требованиям стандартов.
2. Показана возможность повышения водоустойчивости, а, следовательно, и детонационной способности ВВ за счет использования и их составе аммиачной селитры, содержащей жирные кислоты фракции С₁₆- С₂₂.
3. Для принятия соответствующих организационно-технических мер по улучшению качества выпускаемых ВВ необходимо институтам по безопасности работ проводить ежегодный анализ результатов контрольных испытаний и направлять их в Госнадзорохрантруда, Минтопэнерго и Минпромполитики, в ведомстве которого находятся предприятия-разработчики и изготовители промышленных ВВ.
Дальнейшие исследования будут направлены на повышение качества промышленных ВВ за счет замены компонентов в составе ВВ на малодефицитные и менее дорогие ингредиенты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Песоцкий М.К., Попова А.С, Сумской В.П. О детонационной способности предохранительных ВВ и ее влиянии на безопасность взрывных работ. Сб. научных трудов "Борьба с травматизмом и производственная санитария в угольных шахтах", изд. МакНИИ, 1952 С.49-52.
2. Песоцкий М.К., Грицюк И.С. О качестве взрывчатых веществ, поставляемых угольным шахтам. Сб. научных трудов "Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах", изд. МакНИИ. 1985. С. 63-70.
3. Песоцкий М.К., Грицюк И.С, Манжос Ю.В. Качество взрывчатых веществ, поставляемых угольным и сланцевым шахтам. Сб. научных трудов "Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах", изд. МакНИИ, 1990. С. 14-17.
4. Песоцкий М.К.,Зволейко П.Т., Белодед А.В., Грицюк И.С. О планах контроля качества предохранительных взрывчатых веществ. Сб. научных трудов "Снижение травматизма при взрывных работах в угольных шахтах", изд. МакНИИ, 1988. С. 9-14.
5. ГОСТ 14702-79 "Селитра аммиачная водоустойчивая. Технические условия". Госкомитет по стандартам. М., 1979, 9с.
6. Андреев К.К., Беляев А.Ф. "Теория взрывчатых веществ", изд. "Оборонгиз", М., 1960,593с.

[Вверх]