Токсични газове при промишлени взривни работи

Гергана Камбурова
Годишник на Минно-геоложкия университет „Св. Иван Рилски“
том 44-45, свитък II, Добив и обработка на минерални суровини, София, 2002, стр. 169-171

Нормативни изисквания и нови резултати

В настоящата работа се разглеждат въпросите за токсичните газове отделящи се при извършване на взривните работи в минно добивната промишленост, строителството и др. промишлени отрасли и тяхното отражение върху екологията на минно добивната промишленост.

Както е известно, взривните работи намират широко приложение в добивните отрасли. Енергията на взрива е най евтината енергия , която човек използува в своята дейност. При добива на енергийни и минерални суровини явлението взрив се е използувало, използува се и ще се използува неминуемо и в бъдеще . Понастоящем не може да си представим производствения процес в подземните и особено в откритите рудници и кариери, и в строителството без извършване на взривните работи. Масовото използуване на взривните работи в промишлеността оба-че, поставя и някои екологични проблеми като не съвсем контролируемо нарушаване на околната среда, сеизмично действие на взрива, масово обгазяване и др.

Няколко примера за важността на проблема. Преди години в кариера Шереметя, Велико Търново при взривяването на около 18 t взривно вещество (ВВ) (средно взривяване) на периметър с диаметър около 10 m над купа взривен материал няколко часа след взривяването при разгърмя-ване на свърхгабаритни късове загиват 7 души, а на проте-жение до 3 – 3,5 km от кариерата и в нейния район се отравят до различна степен 36 души персонал и премина-ващи хора.

По данни на градските органи на гр. Панагюрище се поставя въпросът за системно екологично замърсяване с газове и прах от извършените добивни взривни работи над Панагюрище до 50 t ВВ взривявани на веднъж.

Такива тревожни сигнали постъпват от почти всички населени места в близост до открити рудници и кариери. Нанасят се големи поражения върху флора и фауна и разбира се върху човека независимо от това дали участву-ва в производствената дейност или се занимава със съвсем друго нещо. Проблемът става глобален за цялата страна, като се има предвид, че масови взривни работи се извършват почти навсякъде.

Явлението взрив по същество представлява много бързо превръщане на енергия, а в частност при химическия взрив, който се използува у нас това е много бързо химическо превръщане на веществата чрез изгаряне. Изгарят елементите С и Н, като процесът съгласно класическата литература може да се представи така:

процес на изгаряне

При химическия взрив се отделят от 600 до 1000 l газове от 1 kg ВВ при температура от 2500 до 4500° С и налягане 200 – 300 MРa.

При тези параметри на развиващата се детонационна вълна една част от С се превръща в токсичния СО, а от N2 в азотни окиси NOх. Във взривната техника и технология е прието да се работи с понятието условен въглероден окис, т.е. азотните окиси NOх да се приравняват към отравящото действие на СО като литрите NOх се умножават с коефициента 6,5

Усл.СО= CO+6.5 NOх l/kg (2)

При различните взривни вещества се отделят от общо 600 до 1000 l газове от 1kg ВВ, от които от 100 – 120 до 350 I токсични газове.

Факторите, които действуват за отделянето на токсични-те газове при взривните работи са различни. Те могат да се групират в четири основни групи:

  1. Кислородният баланс на взривните вещества представляващ по същество съотношението на горящите елементи С и Н от една страна и О2 от друга. Всеизвестно е, че при ВВ с така наречения нулев кислороден баланс трябва да се отделят най малко токсични газове, а при ВВ с недостиг или излишък на кислород трябва да се отделят съответно повече СО и NOх .
  2. Физико-механичните свойства на ВВ, като хомогениза-ция, зърнометричен състав, влага, опаковка и др. Всяко несъответствие на свойствата на ВВ от стандартно определените при неговото съставяне води до нарушаване по същество на детонационния процес и до отделянето на по големи количества токсични газове.
  3. Химическият състав, якостта и структурата на скалата. При взривяване в скали с кухини, пукнатини и др. запъл-нени или не с глинести материали се отделят значителни количества токсични газове.
  4. Технологията на извършване на взривните работи и начина и средствата за иницииране на зарядите. Този фактор по последни наши изследвания влияе значително върху отделянето на токсични газове, като в много случаи превишава влиянието на кислородния баланс, който като фактор се смяташе определящ до сега.

Ние осезателно можем да влияем върху така избраните групи фактори с избора на ВВ, с които да се извършват взривни работи, както и чрез създаване на нормативна база непозволяваща работа с ВВ, при които се отделят голямо количество токсични газове.

Ние можем да влияем върху този проблем и чрез прилагане на нови технологии чрез комплексна механизация на взривните работи и др.

Какво е обаче фактическото положение?

I. При подземния добив чрез правилниците по безопастността на труда е забранено коствено използуването на ВВ с кислороден баланс различен от нулевия т.к. е регламен-тирано допустимото количество токсични газове , което може да се отделя от 1 kg ВВ – в нас е 100 l.

Това от една страна е добре, но от друга трябва да се отбележи , че нормата е нереална. У нас обаче, във всички отрасли продължава да се работи по остаряли технологии с използуване на патронирани ВВ и ръчно зареждане, при което се получава плътност на зареждане от 0,6 g/cm3 при амониево-селитрени ВВ до 0,8 g/cm3 при нитроестерни ВВ.

При тази малка плътност не се получава достатъчно пълна детонация, при което в рудника неминуемо се отделят повече токсични газове. Крайно време е във всички условия където е възможно да се премине на работа с насипни ВВ и механизирано зареждане.

II. При открития добив във всички отрасли обаче положението е катастрафално.

Поради липса на норматив-на база доскоро, а в много открити рудници и кариери и понастоящем, използуват ВВ със силно отрицателен баланс като напримир ВВ тип “Гранулотол”.

Това ВВ отде-ля по 360 СО на kg и само при 1 масово взривяване от 50 t в околното пространство се отделят наведнаж приблизи-телно 18 млн. литра СО. Най масово приложение пона-стоящем намира ВВ тип грубодисперсен амонит. Най-новите изследвания показват, че при грубодисперсния амонит се отделят от 103 до 201 l/kg условен СО.

От особена важност при откритите взривни работи е масово прилаганата технология за взривяване на свръхгабаритни късове с открити заряди. При тях относителния разход на ВВ е над 2 пъти по голям, взривяването е неефективно, което води до големи замърсявания на околната среда.

От нас по договор с Американската Агенция за Международно Развитие-Еколинкс е разработена технология за екологично взривяване на свръхгабаритни късове с използуване на класически патронирани ВВ от типа Амонит и Лазарит, и нова конструкция на кумулативен заряд с изграждане на място на неговата употреба.

С прилагането на тази технология се намалява с над 2 пъти отделянето на токсични газове и се увеличава ефективността на взривяването на свръхгабаритни късове. Тази технология намира приложение в кариера “Скакавица” на БДЖ.(Лазаров Сл., Камбурова Г.,2001)

Понастоящем у нас ежегодно за промишлени цели се използуват над 20000t ВВ от взривяването на които се отделят около 3 милярда литра токсични газове. Чрез решаване на някои технически и нормативни въпроси ние сме в състояние да намалим тази токсична емисия около 2-3 пъти до 1,5 милиарда литра.

Намаляването на тази токсична емисия може да се осъществи чрез:

1. Използуване на ново поколение промишлени ВВ за работа в обводнени условия.

Основа за такова техническо решение е опита на напредналите страни и преди всичко Швеция, САЩ, Германия с използуваните в тези страни ВВ Емулити представляващи водно маслена емулсия на амо-ниевата селитра (наситен воден разтвор и масло). Тези ВВ са водоустойчиви и са без каквито и да е чисти взривни съединения като тротил, нитроглицерин и др в състава си. Те са абсолютно безопасни, отделят от 70-275 l/kg токсич-ни газове на kg ВВ, могат да се зареждат механизирано или при необходимост ръчно и са предназначени за подземни и открити обекти. Понастоящем нашата страна разполага с изградени такива инсталации в Елаците и Асарел-Медет.

2. В необводнени условия преминаване на работа с прости нафтоселитрени ВВ, както в подземни, така и в открити условия с комплексна или частична механизация на взривните работи.

3. Трябва да се преосмислят данните за токсични газове и съответните норми.

От нас по договора с ААМР-Еколинкс е разработена нова методика за определянето на токсичните газове. Ние получихме нови данни в резултат на мащабни изпитвания като е елиминиран фактора стеснени условия в сравнение със стандартизационните методи.

Зарядите на използуваните ВВ са с тегло от 400-1000g, вместо от 10 до 40 g по стандартизационните методи използувани в България. Изпитваните проби от ВВ са поставяни в мортира, в метална тръба и за сравнение в свободно провесено състояние в пластмасово фолио.

Тази методика дава възможност за извършване на изпитвания в значително по близки до реалните условия.

Първоначалните резултати от изпитванията поставят много сериозно въпроса за решаване на проблема с токсичните газове, които се различават от досега приетите и разпространени в научно-техническата литература. Тези проблеми предстоят да се решават и в бъдеще.

Основни категорични изводи от досега проведените изследвания са, че по голямата част от допуснатите до употреба про-мишлени ВВ не отговарят на изискванията на ПБТВР – 1997г., както следва:

  1. Всички предохранителни ВВ надвишават нормите за токсични газове до 100 l и са от 93 до 183 l/kg ВВ.
  2. Всички ВВ от II клас за работа в подземни рудници неопасни по газ и прах също надвишават нормите и са от 165 до 215 l/kg. (с изключение на Елацит 710).
  3. Една голяма част от ВВ за открити работи като нафто-селитрените ВВ и емулсионни ВВ отделят повече токсични газове – 222 – 275 l/kg от нормативно определените – 200 l/kg при използуване на амониев нитрат производство на“Неохим” – Димитровград. По малко токсични газове се получават при нафтоселитрените ВВ произведени от зна-чително по-скъпата вносна порьозна амониева селитра -165 l/kg.

Ето защо в резултат на извършените изследвания следва да се променят и нормите за проветряване на изработ-ките по фактора за токсичните газове. В случая трябва да се предполага при изчисленията, че се отделят над 150 l/kg, а не по 100 l/kg, както беше до сега.

В резултат на извършените изследвания и получените резултати по новата методика за определяне количеството на токсичните газове за промишлени цели следва да се въведе нов норматив за допустимо отделяне на токсични газове за всички промишлени ВВ независимо за къде се използуват при работа в подземни или открити условия.

С прилагането на различните технически решения и мероприятия ние можем да направим масовите взривни работи при добива на енергийни и минерални суровини приемливи от екологична гледна точка.

ЛИТЕРАТУРА
Лазаров Сл.,1988.Взривни работи, изд.Техника
Лазаров Сл, Камбурова Г., 2001”Технологичен проект за нова технология за първични взривни работи в кариера ”Скакавица с прилагане на милисекундно разрушаване на скалния масив”-Еколинкс
Лазаров Сл., Камбурова Г., 2001”Технологичен проект за взривно разрушаване на негабаритни късове със заряди с кумулативно действие за условията на кариера Скакавица”-Еколинкс

1 thought on “Токсични газове при промишлени взривни работи

  1. Преди една седмица за втори път се обгазих с взривни газове.Интересува ме дали да продължа подземната работа като миньор или ще трябва да ме преназначат на друга,тъй като съм чул ,че при трети инцидент последствията са фатални?Предварително Ви благодаря за отговора!

Вашият коментар

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.