ВЗРЫВНАЯ ПРОБЛЕМА
Владимир Коваленко

Практически 100% объемов взрывных работ в Кривбассе осуществляются с использованием тротила (тринитротолуола, ТНТ) и тротилсодержащих взрывчатых веществ — аммонитов и аммоналов. В то же время применение тротила в гражданских целях запрещено практически во всем мире (кроме стран СНГ): в США последний завод по производству промышленного ТНТ был закрыт несколько десятилетий назад.

Дело в том, что по вредному воздействию на организм человека тротил относится к высокоопасным веществам (попадая в организм даже через неповрежденную кожу, вызывает онкологические заболевания, катаракту, поражает печень). Не менее опасны и продукты взрыва ТНТ, основную часть которых составляет угарный газ (СО). Альтернативой ТНТ во всем мире служат эмульсионные взрывчатые вещества. Они абсолютно безопасны в хранении (приготавливаются непосредственно на месте взрыва путем смешивания нескольких компонентов), экологически чисты (хорошо сбалансированы по содержанию кислорода и разлагаются почти полностью) и экономически выгодны.

Украина во внедрении ЭВВ отстает от большинства стран СНГ —таких как Россия, Узбекистан, Казахстан, Киргизия. Производители и поставщики тротила не желают терять рынок, которым являются горнодобывающие предприятия металлургической, угольной, химической промышленности, промышленности строительных материалов, специализированные строительные и другие предприятия. В результате жители Кривбасса и других регионов продолжают вдыхать токсичные продукты детонации, облака которых постоянно поднимаются над многочисленными карьерами и жилыми массивами.

Взрывчатка убивает не только взрывом

Среди проблем, с которыми связано промышленное применение взрывчатых веществ, важное место занимает токсичность продуктов взрыва. У ныне не применяемого мелинита (пикриновой кислоты или шимозы), например, продукты взрыва по ядовитым свойствам были сопоставимы с боевыми отравляющими веществами. Во время Первой мировой войны отмечались случаи массовой гибели солдат в окопах, обстреливаемых снарядами с мелинитом, именно от удушения дымом, вырабатывавшимся в результате разрывов. Продукты взрыва ТНТ также содержат большое количество ядовитых веществ — окись углерода, окись азота, нитроэфиры и углерод в виде сажи. При мощных взрывах тротила в замкнутых помещениях — например, при попаданиях тяжелых снарядов в корабли — также наблюдались массовые отравления матросов угарным газом.

При взрыве одного килограмма тротила выделяется около 800 литров газа, из которых более 300 литров — окислы азота и СО. Окислы азота в атмосфере соединяются с водой и выпадают в виде кислотных дождей.

Окись углерода (СО) связывает гемоглобин, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление тканями кислорода, влияет на углеводный обмен, повышает уровень сахара в крови. При хронических отравлениях наблюдаются более тяжелые заболевания сердечно-сосудистой системы, чем при острых. Отмечаются аритмия, учащение пульса, экстрасистология, неустойчивость пульса и кровяного давления, стенокардические явления. Возможны изменения функции щитовидной железы, ослабление деятельности коры надпочечников.

Нитроэфиры, входящие в состав нитроэфирсодержащих ВВ, оказывают также вредное физиологическое воздействие на организм человека, преимущественно через незащищенные участки кожи, а также через дыхательные пути при вдыхании их паров. Нитроэфиры вызывают расширение кровеносных сосудов, что ведет к снижению артериального давления, головным болям, тошноте.

За период с 1990 по 2001 год в Кривбассе было израсходовано около 270 тысяч тонн тротила (в последние годы его потребление в чистом виде уменьшилось ). За это время в атмосферу было выброшено более 85 миллиардов литров ядовитых газов. Взрывные работы проводятся в непосредственной близости от жилья. Много раз облака сажи и газа от мощных взрывов накрывали ЮГОКовский и Центральный рынки Кривого Рога — торгующие на них предприниматели понесли значительные материальные убытки, и эти события имели значительный резонанс.

Кроме применения в чистом виде, тротил широко используется в тротилосодержащих ВВ (акватол, граммонит). Основным компонентом этих ВВ является аммиачная селитра. В обводненных скважинах происходит растворение и вымывание селитры грунтовыми водами, которые, таким образом, приобретают повышенное содержание нитратов. Затем высокоминерализованный раствор попадает в водоемы, вызывая усиленное их цветение, способствует возникновению различных заболеваний у людей и животных. В 2000 г. в Кривбассе было израсходовано 13 тыс. тонн акватола, при этом в грунтовых водах было растворено сотни тонн селитры.

…взрывается не только в шурфах…

Всем памятна катастрофа, произошедшая в 1987 году в Арзамасе, когда по неизвестной причине на железнодорожном переезде взорвались шесть вагонов со взрывчаткой. Мощность взрыва была сравнима с мощностью тактического ядерного боеприпаса и составила более 0,1 килотонны. Тогда погибли около ста человек, в основном находившиеся в автомобилях возле переезда. Аналогичная авария произошла примерно в то же время и в Свердловске. Однако выводов из этих катастроф, похоже, сделано так и не было.

Сегодня все взрывчатые вещества доставляются в Кривой Рог именно железнодорожным транспортом в обычных вагонах; при этом они часами простаивают на станциях Терны, Шмаково, Вспомогательная, Червоная.

Доставка ВВ к месту зарядки осуществляется зарядными машинами. При этом масса перевозимого ВВ обычно составляет 7 тонн. Транспортировка ВВ осуществляется через жилые массивы ЮГОКа, Ингульца, Терны, Заречный, 1-й участок и другие. Если предположить, что с машиной, перевозящей ВВ произойдет серьезное ДТП, то последствия могут быть самые печальные. Особенно учитывая то, что зарядные машины передвигаются без охраны и сопровождения.

Если у народа есть взрывчатка, она обязательно взорвется

Существующая система оборота взрывчатых веществ не позволяет полностью исключить их хищения. Хищения ВВ на горнодобывающих предприятиях — явление достаточно традиционное. Если раньше взрывчатые материалы нелегально использовались в основном для браконьерского рыбного промысла, то сегодня они стали обыденным средством исполнения убийств и акций устрашения, потеснив в этом качестве огнестрельное оружие.

Одним из источников хищения ВВ являются отказы скважинных зарядов, неизбежно происходящие при ведении взрывных работ в карьерах. В Кривбассе на каждые 1000 взорванных скважин происходит около двух отказов (за год более 150). Каждый отказ — это в среднем 500 кг ВВ, которые обнаруживаются в процессе экскавации раздробленной взрывом породы. При этом не исключается возможность взрыва при экскаваторной разборке — такие случаи неоднократно происходили на российских ГОКах, СевГОКе.

Промышленные взрывы часто происходят в неоднородной геологической среде. Чтобы добиться одного и того же результата, можно закладывать заряды разной мощности — в зависимости от толщины и направленности пластов. При подготовке взрыва специалисты достаточно точно определяют, сколько ВВ нужно использовать в каждом конкретном случае, но с точностью до килограмма назвать мощность использованного заряда по результатам взрыва практически невозможно. «Опытный подрывник может решить поставленную перед ним задачу, условно говоря, одним килограммом взрывчатки, используя известные ему приемы работы с ВВ. Но у него всегда есть возможность доказать (в случае, если это потребуют контролирующие органы), что он использовал 10 кг взрывчатки» — считает Виктор Силкин, полковник КГБ СССР в отставке, эксперт Института стратегий развития и национальной безопасности Российской Федерации. Согласно статистике МВД Украины, в минувшем году из незаконного оборота изъято 600 килограммов взрывчатки. Остальные — накапливаются?

Взрывчатое золото

ТНТ, для производства которого необходим толуол, значительно дороже аммиачно-селитряных взрывчатых веществ. Следует отметить интересный феномен, в большой степени влияющий на стоимость взрывчатых веществ стран СНГ и Украины в частности. Российская цена тротила, примерно 570—580$ за тонну, мировая — 700—750$ тонну.Тротил украинского производства стоит 850$.Это объясняется тем, что он изготавливается в основном из импортируемого толуола.

В 2000 году при проведении взрывных работ в Кривбассе было израсходовано 43 тысячи тонн ВВ, включая тротилсодержащие ВВ и гранулотол на сумму 113,4 млн. грн. без НДС (с НДС — около 140 млн. грн.). Средняя цена ВВ составила 2 600 грн. ( 490 $ ) без НДС.

При открытом способе добычи стоимость взрывных работ составляет от 5 до12% в себестоимости готового железорудного сырья. Снижение затрат на взрывание снизит себестоимость концентрата и повысит его конкурентоспособность на рынке (ежегодно в Украину завозится около 7 млн. тонн концентрата и окатышей из России, что эквивалентно годовому объему производства ГОКА. В то же время многие ГОКи работали на треть мощности).

Пороховой завод в карьере

Одним из путей полного исключения физической возможности хищения промышленных ВВ, полное исключение вероятности ЧП при их транспортировке и применении, а также существенного удешевления взрывных работ является переход на использование эмульсионных ВВ.

Изготовление эмульсионного взрывчатого вещества происходит на месте будущего взрыва: компоненты смешиваются в зарядных машинах непосредственно перед заряжанием в скважину. Консистенция эмульсионного ВВ сметанообразная. Эмульсионные ВВ негигроскопичны, не подвержены вымыванию из обводненных скважин. Кислородный баланс взрывчатой смеси легко регулируется при производстве, поэтому вредные выбросы при взрыве можно свести к минимуму (взрывы с применением ЭВВ дают в 10-30 раз меньше вредных выбросов,чем тротилсодержащие. ЭВВ имеют ограниченный срок хранения, поэтому хищения их из несдетонировавших зарядов не имеют смысла, а, экскавация породы, содержащей неразорвавшиеся заряды, через некоторое время становится полностью безопасной.

Вот как описывается в прессе опытный взрыв заряда ЭВВ на российском горнообогатительном комбинате «Междуречье» в Кемеровской области. «На почти полукилометровом блоке готовят испытательный взрыв. Заряд, для контраста, комбинированный: 50 тонн эмульсионной взрывчатки, остальное — обычная, из мешков. Вот к пробуренной скважине 20-метровой глубины подъезжает зарядная машина. Вместо кузова — желтый термос тонн этак на восемь. В его отсеках — готовые компоненты. Сами по себе они безопасны, превращаются во взрывчатое вещество только после смешивания. Рабочий опустил конец шланга в скважину, и насос выдавливает через него сметанообразную массу. Дозировкой и зарядкой управляет компьютер на борту машины. «Можно работать при галстуках», — шутят взрывники. ...Рвануло. Выброс более светлый, без ядовитого дыма. …Оборудование для производства ЭВВ поблескивает оцинкованной жестью и алюминием. Из миксера, как из мясорубки, выходит эмульсия из отечественных компонентов. Замкнутая технология позволяет собирать, очищать и пускать в дело отходы производства. Директор завода рассказал, что за первую неделю работы в пробном режиме АО «Междуречье» сэкономило для себя на новой взрывчатке 300 тысяч рублей».

Стоимость эмульсионных ВВ составляет, в зависимости от объема производства, 250 — 280 $ ( т. Если брать за основу расчета даже максимальную стоимость ЭВВ в размере 280 $/т, а также среднюю стоимость применяемых в Кривбассе промышленных ВВ в 490 долларов, то снижение затрат на взрывные работы по Кривбассу составит ( 490 $ -280 $) х 43 000 т , или 9 000 000 $ в год. Таким образом, переход горнодобывающих комбинатов на ЭВВ способен решить все изложенные выше проблемы: экологии и безопасности взрывных работ, хищений ВВ и удешевления взрывных работ.

Для решения всех этих проблем в Кривом Роге было создано предприятие с иностранными инвестициями «Интервзрывпром», которое приступило к реализации проекта производства компонентов эмульсионных взрывчатых веществ.

Изучение украинских разработок показало, что в ближайшие пять лет создание отечественной, высокомеханизированной промышленной технологии эмульсионных ВВ и оборудования для заряжания представляется маловероятной. В результате оценки был сделан выбор в пользу использования технологии «Orica» — крупнейшего в мире производителя ЭВВ и оборудования для их производства и транспортировки.

«Интервзрывпром» зарегистрировано как предприятие с иностранными инвестициями. По договоренности с американской стороной после полного формирования уставного фонда у украинской стороны будет не менее 60% акций. Технология предполагает использование отечественного сырья. И ни копейки бюджетных денег.

Оборудование для приготовления окислителя, модуль по производству эмульсионной матрицы и две зарядные машины на базе «Мерседес» будут предоставлены в лизинг. Кроме зарядных машин передается техническая документация для производства зарядных машин в Украине. Выпуск зарядных машин предполагается наладить на Криворожском заводе горного оборудования. Для Кривбасса понадобится не мене 20 машин, для Украины-около 50 (стоимость зарядной машины 240—350 тыс. долл. в зависимости от комплектации и шасси). В качестве шасси решено использовать КрАЗ. Руководство КрАЗа выявило заинтересованность участия в проекте. В дальнейшем планируется реализация зарядных машин на предприятиях в СНГ, где уже внедрены технологии ЭВВ. В качестве доставщиков матрицы предполагается использование тягачей КрАЗ и специальных цистерн, которые могут производиться на АО «Азовмаш». Забоечные машины, ранее закупавшиеся в России, также будут производиться на по технической документации, разработанной институтом НИПИгормаш.

Как видим, проект наиболее полно учитывает интересы как отечественных потребителей ВВ, так и отечественных производителей сырья и оборудования. К такому выводу пришли и участники заседания Межведоственного совета по взрывному делу при Государственном комитете по охране труда, которое состоялось 22 июня минувшего года в Кривом Роге.В заседании принимали участие ведущие украинские ученые и специалисты по взрывным работам, представители ГОКов. «За минувшие десять лет в сфере врзывного дела на горнодобывающих предприятиях Украины отсутствуют кардинальные изменения в технике и технологиях изготовления взрывчатых материалов и ведения взрывных работ, что не позволяет обеспечить необходимый современный уровень их безопасности и эффективности. В связи с этим решено провести испытания эмульсионных взрывчатых веществ, изготовленных по зарубежным рецептурам и технологиях на горнодобывающих предприятиях Украины» — говорится в итоговом документе заседания.

Мир переходит на эмульсионную взрывчатку

Все вышесказанное наглядно иллюстрируется мировой практикой. Эмульсионные ВВ в разных странах обеспечивают до 80% потребностей в энергии взрыва. В России этот показатель составляет около 30% (150 тысяч тонн в год), однако имеет стойкую тенденцию к увеличению. Все крупнейшие горнообогатительные комбинаты в России постепенно обзаводятся собственными производственными мощностями ЭВВ, основанными на хорошо отработанных и сертифицированных западных технологиях.

Так, холдинговая компания «Еврохим» (принадлежащая финансовой группе МДМ) планирует строительство мини-завода эмульсионных взрывчатых веществ на площадке ОАО «Фосфорит» (Ленинградская область). На нем планируется использовать технологию американско-норвежского предприятия MSI, специализирующегося на внедрении технологии производства ЭВВ. Мини-завод по производству эмульсионных взрывчатых веществ смонтирован и запущен в июле 2000 года в ОАО «Ковдорский ГОК», также входящем в МХК «Еврохим». Стоимость аналогичного производства в Иркутской области составила почти 2 млн. долларов. Предлагаемая технология позволит построить мини-завод рядом с карьером, где производятся взрывы.

В ноябре минувшего года в Железногорске на ОАО «Коршуновский горнообогатительный комбинат» также открыта фабрика по производству эмульсионных взрывчатых веществ.

Проектом этого года является открытие линии по производству ЭВВ на ОАО «Карельский окатыш» (Костомукша), входящем в группу «Северсталь». В настоящий момент уже проведены работы по строительству нулевого цикла будущего завода. Шведской фирмой «Dyno Nobel» начато производство необходимого оборудования, которое будет адаптировано к работе на отечественном сырье. Качканарский ГОК «Ванадий» в Свердловской области также ввел в эксплуатацию новый завод по производству эмульсионных взрывчатых веществ. В Междуреченске Кемеровской области в минувшем году вступил в строй уже упомянутый завод по производству ЭВВ, построенный по шведской технологии «Dyno Nobel» специалистами ОАО «Междуречье». Первая очередь завода эмульсионных взрывчатых веществ имеет мощность 25 тысяч тонн в год. Все идет к тому, что наличие завода по производству ЭВВ станет обязательной принадлежностью любого российского ГОКа. Чего пожелаем и Украине.

Рабочая лошадка Второй мировой

Тротил — бризантное взрывчатое вещество нормальной мощности. Известно под таким названиями: тринитротолуол, тол, тринит, нитротол, ТНТ, TNT, Т. Наиболее распространен в армиях России и стран СНГ. Является эталонным взрывчатым веществом.

Слабо чувствителен к удару, прострелу пулей (со скоростью менее 400 м/c), огню, искре, трению, химическому воздействию. Прессованный и порошкообразный тротил хорошо чувствителен к детонации и надежно взрывается от стандартных капсюлей-детонаторов, запалов. Плавленый и чешуированный тротил имеет пониженную чувствительность к детонации и требует промежуточного детонатора в виде некоторого количества прессованного тротила. Энергия взрывчатого превращения — 4242 кДж/кг. Скорость детонации — 6900 м/с. Бризантность — 19 мм. Фугасность — 285 куб.см.

Не вступает в реакцию с твердыми материалами (металл, дерево, пластмассы, бетон, кирпич и т.п.), не растворяется водой, не гигроскопичен, не изменяет своих взрывчатых свойств при длительном нагреве, смачивании водой и изменении агрегатного состояния (в расплавленном виде). Под длительном воздействии солнечного света темнеет и несколько повышает свою чувствительность (теоретически). При воздействии открытого пламени загорается и горит желтым, сильно коптящим пламенем. Горение в замкнутом пространстве большого количества может перерасти в детонацию (теоретически, на практике это не встречается). Длительность хранения не ограничивается (надежно срабатывает тротил, изготовленный в начале тридцатых годов). Длительное (60—70 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов почти не изменяет взрывчатых свойств.

В обычных условиях тротил представляет собой твердое вещество. Плотность — 1.66 г/куб см. Плавится при температуре +81 градус, при температуре +310 градусов загорается. Применяется в порошкообразном, чешуированном и твердом виде.

Тротил является продуктом воздействия смеси азотной и серной кислот на толуол. На выходе получается чешуированный тротил (отдельные мелкие чешуйки). Из чешуированного тротила механической обработкой можно получить порошкообразный, прессованный тротил, нагреванием — плавленый тротил.

Тротил нашел самое широкое применение из-за простоты и удобства его механической обработки (легко изготавливать заряды любого веса, заполнять любые полости, резать, сверлить и т.п.), высокой химической стойкости и инертности, сравнительно слабой восприимчивости к внешним воздействиям. В то же время он обладает высокими взрывными характеристиками. Применяется как в чистом виде, так и в смесях с другими ВВ (гексогеном, тетрилом, ТЭНом, аммиачно-селитряными ВВ и другими), в химические реакции с ними не вступает. В смеси с гексогеном, тетрилом, ТЭНом тротил понижает чувствительность последних, а в смеси с аммиачно-селитряными ВВ тротил повышает их взрывчатые свойства, повышает химическую стойкость и снижает гигроскопичность. Является основным ВВ для снаряжения снарядов, ракет, минометных мин, авиабомб, инженерных мин и фугасов армий стран СНГ. Тротил применяется как основное ВВ при проведении подрывных работ в грунте, подрыве металлических, бетонных, кирпичных и иных конструкций.

Для подрывных работ тротил поставляется: в чешуированном виде в бумажных мешках из крафт-бумаги весом 40 или 50 кг; в прессованном виде в деревянных ящиках (шашки 75, 200, 400 г.)

Взрывающееся удобрение

К аммиачно-селитряным взрывчатым веществам относится большая группа взрывчатых веществ, создаваемых на основе аммиачной селитры. Они относятся к бризантным взрывчатым веществам пониженной мощности — считается, что все они процентов на 25 слабее тротила. Однако это не совсем так. По бризантности аммиачно-селитряные ВВ, как правило, мало в чем уступают тротилу, а по фугасности превышают свойства тротила. Аммиачно-селитряные ВВ более предпочтительны для подрыва грунтов, так как благодаря хорошей фугасности способны выбросить из области взрыва больше грунта. Однако при работах в скальных грунтах предпочтительнее все же тротил — из-за большей бризантности он лучше дробит горные породы.

Аммиачно-селитряные ВВ в большей степени находят применение в народном хозяйстве и в меньшей степени в военном деле. Причина — значительно меньшая стоимость аммиачно-селитряных ВВ, а также значительно более низкая надежность в применении. Аммиачная селитра гигроскопична, из-за чего при увлажнении более 3% такие ВВ полностью теряют способность взрываться. Кроме этого, аммиачная селитра сильно слеживается, из-за чего взрывчатка на ее основе теряет взрывоспособность. Непрерывно происходящие в этих ВВ процессы перекристаллизации приводят к увеличению занимаемого ими объема, что способствует к разрушению упаковки или оболочек боеприпасов. По этой причине аммиачная селитра в чистом виде практически не применяется. Введение в состав ВВ кроме аммиачной селитры других веществ призвано компенсировать те или иные ее недостатки. В зависимости от примененных добавок аммиачно-селитряные ВВ можно разделить на веедующие группы.

Аммониты — смесь аммиачной селитры и тротила, который может составлять от 20 до 80% общего объема.

Динамоны — смесь аммиачной селитры с горючими добавками (опилками, сосновой корой, торфом, жмыхом и т.п.). При весьма незначительном снижении фугасности добавки позволяют значительно (от 10 до 80%) снизить расход аммиачной селитры и резко удешевить ВВ.

Аммоналы — аммониты или динамоны с добавкой алюминиевой пудры, которая значительно повышает энергию взрывчатого превращения, а значит фугасность и бризантность, приближая это ВВ по взрывчатым характеристикам к тротилу. Обычно в военное время при дефиците тротила боеприпасы снаряжают именно аммоналами.

Игданиты — смеси аммиачной селитры с нефтепродуктами (дизельное топливо, мазут, сырая нефть). Это ВВ отличается высокой температурой взрыва, хорошей бризантностью, водостойкостью, но существует до тех пор, пока не испарится нефтепродукт. Поэтому игданиты готовят непосредственно перед взрывом. Именно к этому классу относятся эмульсионные ВВ.

Аммиачно-селитряные ВВ почти нечувствительны к удару, прострелу пулей, огню, искре, трению. Надежность взрыва от стандартных капсюлей-детонаторов, запалов зависит от процентного содержания аммиачной селитры: чем больше селитры в составе ВВ, тем охотнее заряд взрывается от стандартных капсюлей-детонаторов. Энергия взрывчатого превращения — 4200—7600 кДж/кг. Скорость детонации — 4000—6500 м/с. Бризантность — 13—27мм. Фугасность — 300—450 куб.см.

Растворяются водой. Продолжительность хранения значительно зависит от условий хранения, влажности, герметичности упаковки. В среднем считается. что эти ВВ работоспособны в течение года. Представляют собой порошкообразные вещества белого, серого, желтого цвета. Применяются в порошкообразном (не прессованном) виде. Плотность — 0,9 —1,2 г./куб. см.