Безпека процесів виробництва та використання на гірничих підприємствах емульсійних вибухових речовин марки "ера"

ЕВР "ЕРА" II класу застосування призначені для заряджання свердловин патронами діаметром від 25 до 90 мм. За своїми експлуатаційними характеристиками і параметрами безпеки патроновані ЕВР "ЕРА" вигідно відрізняються від традиційного амоніту №6 ЖВ. Для підземних умов ведення вибухових робіт розроблені наливні ЕВР, заряджання яких в свердловини здійснюється з використанням ЗЗМ типу RP-T, розробки компанії "Westspreng".

ЕВР з продуктами переробки ТРП і ВР, що містять гексоген, можуть використовуватися як в патронованому вигляді, так і при механізованому заряджанні в свердловини з використанням ЗЗМ. При цьому показники з безпеки при їх виготовленні і використанні є не гіршими ніж показники ЕВР "ЕРА" без ТРП і гексогена. В емульсійному середовищі добавка енергонасичених продуктів і компонентів ТРТ в кількості не більше 5-7% виконує функцію тільки енергетичної добавки без погіршення експлуатаційних характеристик. Також, з використанням емульсійної основи розроблені ЕВР з добавкою подрібненого піроксилінового пороху за масою 8-10%. Для таких ВР показники безпеки при їх виготовленні і використанні є такими, як і для ЕВР "ЕРА", що не містить пороху.

Компоненти, що використовуються для виготовлення наливних ЕВР "ЕРА", за ступенем небезпеки при зберіганні і транспортуванні до вибухових речовин не відносяться. Наливні ЕВР "ЕРА" формуються безпосередньо у свердловині і відносяться до класу 1, підкласу 1.5. Номер ООН - 0332.

Основними компонентами ТРП утилізованих МБР РС-22 є октоген і перхлорат амонію. Частина високоенергетичних компонентів, вилучених з ТРП і БП, використані як продукти для виробництва неелектричної системи ініціювання. При цьому виключається необхідність в створенні екологічно шкідливих і аварійно небезпечних виробництв або в експортних поставках енергонасичених компонентів. Властивість перхлорату амонію переходити з полімерного зв'язуючого у водний розчин досліджувалася залежно від типу і розмірів зразків ТРП, впливів водного середовища на зразки ТРП і температури на інтенсивність вимивання окислювача.

Деякі операції, пов'язані з глибокою хімічною переробкою, вимагають попереднього руйнування і подрібнення ТРП, які є потенційно небезпечними операціями. Встановлено, що розчинність у воді залежить від способу подрібнення ТРП. Деформовані зв'язки легко гідролізуються, ТРП розчиняється в рідкому флюїді і надалі може транспортуватися розчином, при цьому розчинність кристала, що деформується, залежить від температури меншою мірою, ніж від густини поверхневих активних станів. Найбільшу активність мають зразки ТРП, приготовані у вигляді стружки. Хімічна активність є наслідком максимально активованих новоутворених поверхонь, що підтверджується даними фізико-хімічних досліджень.

Мінімізація викидів в атмосферу і запобігання попаданню шкідливих продуктів у ґрунт забезпечується організацією замкнутого технологічного циклу робочої рідини. В цьому процесі технологічна робоча рідина піддається фільтрації і обробці для видалення твердих компонентів і нерозчинних частинок, зокрема, октогену і перхлорату калію.

Чистота і вихід октогену, одержаного в процесі регенерації, склав понад 98%, середня тривалість процесу переробки - 24 години. Одержані дані забезпечили чіткі показники якості продукту, засновані на порівнянні з параметрами, передбаченими галузевим стандартом, у тому числі і значеннями військової специфікації США. З оцінки економічної доцільності регенерації октогену виходить, що термін окупності витрат складає 3,6 роки.

В результаті утилізації ТРП вперше одержані такі продукти як перхлорат амонію, перхлорат калію і октоген. З метою з'ясування безпечних параметрів впливу при виготовленні, зберіганні, транспортуванні отримані продукти досліджувалися на чутливість до удару, тертя, електростатичного розряду, детонаційного імпульсу, вібронавантаження і дії капсуля-детонатора (КД), на хімічну і термічну стійкість, тротиловий еквівалент і т.п. Встановлено, що фізико-хімічні та вибухові характеристики відповідають експлуатаційним вимогам і критеріям безпеки, встановленим до елементів неелектричної системи ініціювання ВР.

У шостому розділі наведені результати дослідження технологічних параметрів і безпеки виробництва неелектричної системи ініціювання "Прима-ЕРА". емульсійний вибуховий збурення безпечний

У елементах системи "Прима-ЕРА" замість гексогену або ТЕНу, що традиційно використовуються для виготовлення елементів неелектричної системи ініціювання зарядів ВР запропоновано використовувати одну із найпотужніших ВР - октоген, витягнутий з ТРП.

Для елементів неелектричної системи ініціювання "Прима-ЕРА" встановлені параметри, що забезпечують надійне та безпечне використання на гірничовидобувних підприємствах. До таких параметрів відносяться: зовнішній і внутрішній діаметри трубки-хвилеводу, маса і фракційний склад активної речовини, швидкість ударної хвилі, міцність хвилеводу на розрив, відносне подовження, еластичність, межа текучості і граничне подовження, при якому ще зберігається передача детонації. Набуті значення параметрів порівнювалися з хвилеводом "Нонель". Основна задача полягала в створенні стабільного в роботі та безпечного в поводженні хвилеводу з характеристиками відповідними або такими, що перевищують аналогічні параметри системи ініціювання "Нонель".

В якості активної речовини в хвилеводі "Прима-ЕРА" використовується октоген в-модифікації, кристали якого одержують завдяки глибокої переробки ТРП. При роботі з октогеном був встановлений факт накопичення статичної електрики на кристалах, що приводить до злипання дрібних кристалів або налипання дрібних кристалів на крупніші. Для виключення цього явища, був відпрацьований процес попередньої безпечної обробки перекристалізованого октогена. У хвилеводі шар октогену складають кристали за розмірами до 30 мкм (до 50 мкм у аналогічних відомих системах). Використання октогену надає системі "Прима-ЕРА" достатньо значний енергетичний потенціал.

На підставі результатів вимірювання швидкості фронту ударної хвилі шару октогену, розміщеного в хвилеводі "Прима-ЕРА", отримані експериментальні значення залежно від розміру мікрочастинок октогену. В цілому експериментальні дані свідчать про зміну швидкості ударної хвилі переважно в діапазоні 1650-1750 м/с. Аналогічному діапазону швидкостей відповідає і залежність швидкості ударної хвилі від густини октогену. У цьому випадку середня швидкість розповсюдження ударної хвилі по хвилеводу складає близько 1750 м/с. Необхідна швидкість ударної хвилі обумовлена розмірами кристалів октогену.

Перевагами неелектричної системи ініціювання "Прима-ЕРА" є низька чутливість до механічних дій, простота і надійність монтажу вибухової мережі, підвищена безпека при зберіганні, транспортуванні і використанні. Завдяки стійкості до блукаючих струмів, вона дозволяє проводити вибухові роботи в підземних умовах без знеструмлення енергетичного устаткування.

Використання неелектричної системи ініціювання "Прима-ЕРА" дає можливість ініціювати проміжні детонатори з дна свердловини. Для проведення вибухів свердловинних зарядів на денній поверхні рекомендується використовувати розроблені системи "Прима-ЕРА-С", "Прима-ЕРА-Д" і "Прима-ЕРА-П". При підземних гірничих роботах, зокрема в шахтах безпечних за вибухами газу і пилу, рекомендується застосовувати системи "Прима-ЕРА-Т" (застосовується для ініціювання проміжних детонаторів та патронів-бойовиків у свердловинах і шпурах при проведенні підривних робіт під землею, наприклад, під час будівництва тунелів), "Прима-ЕРА-Тм" (застосовується при виконанні вибухових робіт з патронованими чутливими до КД водомісткими ВР).

Неелектрична системи ініціювання "Прима-ЕРА" дозволяє створювати схеми короткоуповільненого підривання зарядів з практично необмеженими можливостями управління процесами руйнування масивів гірських порід, ефективного зменшення сейсмічної та повітряно-ударної дії вибуху і водночас покращувати результати вибухових робіт.

Для збудження детонації проміжних детонаторів і патронів-бойовиків застосовують КД №8, а №6 - для передачі ініціюючого імпульсу в комутаційній мережі. Збудження ініціюючого імпульсу в хвилеводі здійснюють від стандартних капсулів-детонаторів і електродетонаторів, детонаторів інших неелектричних систем ініціювання, що мають відповідні характеристики, детонуючих шнурів з масою ВР не менше 6 г/м, а також від стандартних приладів, призначених для збудження ініціюючого імпульсу в хвилеводі. В результаті виконаних робіт вдалося підвищити термічну стабільність хвилеводу і капсуля-детонатора, ступінь безпеки у поводженні та зменшити питомі витрати ВР.

У сьомому розділі викладені результати дослідження питань безпеки виготовлення і вживання патронованих і наливних ЕВР при проведенні вибухових робіт на гірничодобувних підприємствах України.

Ініціювання шашок-детонаторів Т-800 і патронів-бойовиків, що виготовлялися з патронованих ЕВР, здійснювалося із застосуванням неелектричних систем ініціювання "Прима-ЕРА-Д-475-20" та "Прима-ЕРА-Д-500-20". При формуванні заряду в свердловинах встановлювалося по два бойовики на глибині 2 м вище за рівень перебуру і на 1,5 м від верхнього заряду в свердловині; патроновані ЕВР "ЕРА-Р3" були застосовані також при дробленні негабаритів з ініціюванням від системи "Прима ЕРА-Д-475-20", "Прима-ЕРА-Д-500-20" і при ініціюванні від детонуючого шнура з навішуванням не менше 6 г/м ініціюючої вибухової речовини.

ЕВР заряджалися в частково і повністю обводнені свердловини; ініціювання зарядів свердловин, сформованих з патронованих ЕВР "ЕРА-Р", проводилася як з використанням шашок-детонаторів Т-800, так і патронів-бойовиків Ш70 і Ш90 мм ЕВР "ЕРА-Р3". З досвіду робіт виходить, що детонація зарядів свердловин повна; одержана лінія відриву гірської маси від масиву в результаті дії вибуху задовільна; формування розвалу гірської маси і кута укосу уступу відповідають проектним величинам; детонація зарядів при дробленні негабаритів повна.

Наливні ЕВР "ЕРА-III" застосовуються при підготовці і виробництві вибухових робіт на кар'єрах з використанням ЗЗМ UMS-11, призначеної для транспортування невибухонебезпечних компонентів до місць проведення вибухових робіт, виготовлення емульсійних та гранульованих ВР, і їх механізованого заряджання в свердловини. З використанням ЗЗМ системи UMS можливе виготовлення і сумішей емульсійних і гранульованих ВР (важкі ANFO) в співвідношенні від 50:50 до 75:75 і забезпечування при цьому механізованого заряджання свердловин.

Ініціювання ВР здійснюється проміжними детонатори і патронами- бойовиками. Проміжними детонаторами і патронами-бойовиками можуть бути двоканальні шашки-детонатори типа "Т", "ТГ", а також одноканальні шашки- детонатори типа Т-400Г, патрони амоніту №6ЖВ і патроновані ЕВР кл. 1.1.

Заряджання вертикальних свердловин будь-якого ступеня обводненості емульсією проводиться з дна свердловини. В міру заповнення свердловини емульсією одночасно відбувається витягання рукава з свердловини. Для заряджання горизонтальних свердловин передбачена стиковка зарядного рукава до додаткового швидкороз'ємного з'єднання. Утворення ЕВР, а саме сенсибілізація емульсії відбувається безпосередньо у свердловині. Час сенсибілізації визначається вибором співвідношення газогенеруючої добавки до емульсії і складає не менше 10 хв.

Для заряджання вологих і слабкої обводненості свердловин за допомогою ЗЗМ UMS доцільне виготовлення суміші емульсії і гранульованого ВР типу грануліту з вмістом емульсійної фази не менше 25%. Це дозволяє раціонально використовувати ВР і оптимізувати витрати на проведення вибухових робіт.

Методологічна і експериментальна оцінка чинників безпечного використання ВР розроблена і побудована на аналізі параметрів безпеки за низкою критеріїв, які характеризують процеси виготовлення ВР, поводження з ними, ведення вибухових робіт, процеси утилізації таких ВР. Чинники безпечного використання тих чи інших ВР розділені на чинники технічної і екологічної безпеки, що характеризуються низкою показників, які можуть бути визначені експериментально.

ЕВР марки "ЕРА-AL", "ЕРА-I" і "ЕРА-II" виготовляються ЗЗМ із невибухових компонентів безпосередньо на місцях ведення підривних робіт. Як невибухові інгредієнти використовуються розчини селітри (окислювальна фаза), суміші вуглеводнів (горюча фаза), гранульована селітра і енергетична добавка у вигляді алюмінієвого порошку або напівфабрикату, що містить продукти переробки ТРП.

ЕВР "ЕРА" у порівнянні з грамонітом 50/50 мають суттєві переваги практично за усіма параметрами, що характеризують безпеку їх використання. Такий параметр як збереження фізико-хімічної стабільності ВР в свердловині є обмеженим, але достатнім для організації і виконання всього комплексу вибухових робіт. При цьому у разі відмови через 10-15 днів ЕВР повністю втрачає вибухові властивості і не представляє небезпеки при механізованому розбиранні гірської маси.

Досвід вживання різних марок ЕВР при механізованому заряджанні свердловин (Ш <120 мм) указує на необхідність введення додаткової критеріальної оцінки чинників безпеки - параметра "експлуатаційного" впливу на збалансованість структури ЕВР і збереження розрахункових вибухових властивостей ЕВР. До таких параметрів можна віднести: 1) збереження стабільності співвідношень компонентів у складі ЕВР; 2) стабільність фізико-хімічної структури ЕВР і цілісність зарядів ЕВР; 3) відповідність умов вживання ЕВР особливостям їх властивостей. Чинниками, що впливають на ці параметри, є такі експлуатаційні умови як особливості механізованого виготовлення емульсійних сумішей і їх заряджання в свердловини, тривалість знаходження ЕВР в свердловинах і їх контакту з середовищем, умови ініціювання ЕВР, структура гірського масиву, свердловин тощо.

Ігнорування впливу цих чинників може призвести до передчасного руйнування структури ЕВР, зміні співвідношень між окислювальною і горючою фазою, і, як наслідок, втраті вибухових властивостей ЕВР, перериванню детонації, переходу до дефлограційних процесів, погіршенню енергетичних властивостей, порушення кисневого балансу, утворення великої кількості токсичних газів в ПД.

ВИСНОВКИ

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій викладено рішення важливої наукової проблеми переходу гірничих підприємств до використання високоенергетичних емульсійних ВР, яке полягає у розробці нового методологічного підходу до оцінки ризиків при виробництві та використанні на гірничодобувних підприємствах високоенергетичних емульсійних ВР, встановленні закономірностей впливу зовнішніх збурень на стійкість хімічних зв'язків у різних фазах емульсійних речовин та розроблених емульсій, закономірностей впливу фізичних чинників, що ініціюють можливі умови вибухового перетворення ЕВР в процесі газогенерації та за умов використання в ЕВР добавок енергонасичених компонентів ТРП, вирішення якої дозволило розробити систему управління ризиками на основі промислової сертифікації емульсійних ВР та безпечні і економічно ефективні технології виробництва й використання на гірничодобувних підприємствах високоенергетичних емульсійних ВР.

Найбільш важливі наукові і прикладні результати, висновки і рекомендації полягають в наступному:

1. Виконаний аналіз існуючих емульсійних ВР та систем ініціювання зарядів ВР, з точки зору забезпечення безпеки їх виробництва та використання на гірничодобувних підприємствах. Встановлено, що збільшення енергетичного потенціалу ВР, використання високоенергетичних компонентів для ВР, у тому числі з продуктами утилізації ТРП, підвищує ризик виникнення аварій та аварійних ситуацій як при виготовленні так і при використанні ВР.

2. Розроблено методологічний підхід до оцінки безпеки процесів виробництва та використання на гірничих підприємствах високоенергетичних емульсійних ВР в основу якого покладено проведення сертифікації промислових ВР на забезпечення технічної й екологічної безпеки при їх виробництві, транспортуванні, зберіганні і застосуванні.

3. Введено додаткову критеріальйну оцінку чинників безпеки - параметра "експлуатаційного" впливу на збалансованість структури і збереження близьких до розрахункових вибухових властивостей емульсійних ВР. До таких параметрів відносяться: збереження стабільності співвідношень компонентів у складі ВР; стабільність фізико-хімічної структури зарядів ВР; відповідність умов використання особливостям фізико-хімічних властивостей цих ВР.

4. Розроблено алгоритм оцінки небезпеки промислового ВР, що містить витягнуті з ТРП енергонасичені продукти. Алгоритм дозволяє диференціювати ВР за ступенем небезпеки з визначенням класу і підкласу небезпеки. На етапі тестування, для підтвердження безпеки, оцінюються і такі характеристики ВР як токсичність, детонаційна сприйнятливість і стійкість розвитку детонації, параметри безпеки при поводженні та вживанні ВР, токсичність продуктів детонації, а також безпеку при ліквідації і розбиранні відмов.

5. Досліджено вплив різноманітних зовнішніх збурень на стійкість хімічних зв'язків між частинками різних фаз емульсійних речовин (твердої, рідкої, газової) та здатність їх до вибухових перетворень. Запропонована фізико-математична модель взаємодії точкового електричного заряду з хімічним зв'язком молекули, з використанням якої та методу квантово-механічної оцінки стійкості хімічних зв'язків встановлено закономірності впливу електричного поля на стійкість хімічних зв'язків між частинками різних фаз емульсійних речовин.

6. Встановлені та досліджені фізичні чинники, що ініціюють можливі умови вибухового перетворення ЕВР в процесі газогенерації, вивчені концентрація, закон розподілу за розмірами і фізичні параметри в процесі стиснення сферичних газових включень та розраховані максимальні температури як функція середнього розміру газових включень.

7. Проведено експериментальні і теоретичні дослідження вибухових характеристик, характеристик стабільності та безпеки нових емульсійних ВР з добавками енергонасичених компонентів ТРП, встановлено, що у продуктах вибуху емульсійних ВР, які мають збалансовану рецептуру, токсичні речовини не утворюються в недопустимій кількості, якщо відношення маси добавок ТРП або його компонентів до маси окислювач+пальне не перевищує 0,1.

8. Встановлені закономірності впливу різноманітних чинників на стійкість розроблених емульсій. Показано, що ступінь зміни фізико-хімічного стану мікроструктури емульсії в умовах нагрівання не вище 160С є незначною і характеризується такими параметрами, які не впливають на стабільність емульсії протягом технологічних процесів приготування, транспортування, зберігання і вживання, а зміна густини емульсій за перші три доби від моменту "дозрівання" емульсії не перевищує 15 %, що не призводить до руйнування структури емульсії і свідчить про стабілізацію її фізико-хімічних параметрів.

9. Розроблено безпечну промислову технологію та організоване виробництво різних модифікацій нових наливних і незапобіжних патронованих високоенергетичних емульсійних ВР марки "ЕРА", здатних руйнувати породи будь-якої міцності і обводненості, що мають низьку чутливість до зовнішніх збурень і відносно безпечні при використанні, що дозволяє повністю механізувати операції заряджання свердловин емульсіями і виготовлення ЕВР

10. Розроблена безпечна технологія і організована промислова утилізація ТРП, що включає механічне подрібнення та глибоку хімічну переробку ТРТ з виділенням окислювачів і високоенергетичних компонентів. Вперше в результаті утилізації ТРТ одержані такі продукти як перхлорат амонію, перхлорат калію, октоген.

11. Створено економічно ефективну і максимально безпечну технологію виробництва елементів неелектричної системи ініціювання зарядів емульсійних ВР з використанням високоенергетичних продуктів, вилучених з ТРП. Розроблена нова неелектрична система ініціювання зарядів ВР "Прима-ЕРА", яка є водостійкою з підвищеною безпекою при виробництві, зберіганні, транспортуванні і поводженні та призначена для ініціювання проміжних детонаторів і патронів-бойовиків при веденні вибухових робіт на денній поверхні, в забоях підземних виробок, під водою і при будівництві тунелів.

12. Створено стаціонарний завод з безпечним технологічним процесом виробництва високоенергетичних емульсійних ВР продуктивністю до 60000 т/рік. Створено та впроваджено економічно ефективний мобільний комплекс, що виконує всі етапи, необхідні для проведення буропідривних робіт, здатний зменшити на 15% витрату емульсійних ВР і на 50% вихід дрібних фракцій гірської маси.

В цілому використання ЕВР "ЕРА" на відкритих роботах у порівнянні з іншими ЕВР забезпечує на 1 м3 гірської маси: мінімальні питомі витрати - 0,8-0,94 кг, мінімальний об'єм токсичних газів - 6,6-10,7 л. Сумарний економічний ефект складає 1,08 грн на м3 гірської маси (відносно ЕВР марки "Україніт"), коефіцієнт викидів токсичних газів під час вибуху ЕВР з компонентами ТРП складає 1,0-0,62, що у декілька разів менше ніж у "Анемікса" (7,09), "Україніта" (2,34) та граммоніта 50/50 (33,2). Вартість ЕВР на 1 м3 гірської маси складає 3,6 грн (аналогічний показник для "Україніта" та "Анемікса" відповідно становить 4,68 та 4,56 грн).

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ В НАСТУПНИХ ПРАЦЯХ

1. Шиман Л.Н. Опыт применения неэлектрической системы инициирования марки "Прима-ЕРА" для взрывания скважинных зарядов взрывчатых веществ на нерудных и рудных карьерах / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, И.П. Терещенко // Вісник КГПУ ім. М. Остроградського. - 2007. - №5. - С. 87-90.

2. Устименко Е.Б.. Оценка возможности образования полихлорированных диоксинов (ПХДД) при взрывании эмульсионных ВВ марки "ЕРА", содержащих вещества от конверсионной переработки ракетных топлив / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Т.Ф. Холоденко, М.А. Устименко, В.Д. Чмиль // Вісник КГПУ ім. М. Остроградського. - 2008. - №1. С. _ 103-106.

3. Шиман Л.Н. Использование продуктов переработки твердого ракетного топлива в промышленных эмульсионных ВВ / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, В.В. Соболев // Вісті Донецького гірничого інституту. - 2008. - №1.- С.199-204.

4. Шиман Л.Н. Формирование комбинированных скважинных зарядов ВВ при взрывных работах на дневной поверхности / Л.Н. Шиман, .Б. Устименко, А.Л. Кириченко [и др.] // Вісник КГПУ ім. М. Остроградського. - 2008. - №6, ч. 1. - С. 114-117.

5. Устименко Е.Б. Факторы безопасного применения водосодержащих ВВ с продуктами утилизации ТРТ / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная // Вісник КДПУ ім. Михайла Остроградського. - 2008. - №. 5, ч. 2. - С. 158-161.

6. Шиман Л.Н. Наливные эмульсионные взрывчатые вещества. I. Специальные добавки высокоэнергетических компонентов в рецептуру ЭВВ / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, В.В. Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2008. - №9. - С. 51-55.

7. Шиман Л.Н. Наливные эмульсионные взрывчатые вещества. II. Добавки в рецептуру ЭВВ продуктов глубокой переработки твердого ракетного топлива / Л.Н. Шиман, В.В. Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2008. - №10. - С. 43-45.

8. Шиман Л.Н. Наливные эмульсионные взрывчатые вещества. III. Добавки в рецептуру ЭВВ твердого ракетного топлива и полимерных матриц наполнителя I-III ступеней ракет / Л.Н. Шиман, В.В. Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2008. - №11. - С. 40-44.

9. Шиман Л.Н. Промышленное применение на открытых работах эмульсионных ВВ с добавками продуктов переработки твердого ракетного топлива / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, В.В. Соболев // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2008. - № 6. _ С. 61-64.

10. Шиман Л.Н. Наливные эмульсионные взрывчатые вещества. IV. Исследование параметров стабильности и безопасности / Л.Н.Шиман, В.В.Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2008. - №12. - С. 15-18

11. Шиман Л.Н. Наливные эмульсионные взрывчатые вещества. V. ЭВВ "ЕРА" - продукция Государственного предприятия "НПО "Павлоградский химический завод" / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, В.В. Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2009. - №1. - С. 51-55.

12. Шиман Л.Н. Экспериментальные исследования характеристик патронированных ЭВВ, обеспечивающих стабильность компонентов / Л.Н. Шиман, В.В. Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2009. - №2. - С. 38-40.

13. Соболев В.В. Оценка устойчивости химической связи в поле точечного заряда / В.В.Соболев, Л.Н.Шиман // Вісник КДПУ ім. Михайла Остроградського. - 2009. - Вип. 4, ч. 2. - С. 111-117.

14. Шиман Л.Н. Исследование факторов безопасного применения эмульсионных ВВ с продуктами утилизации твердого ракетного топлива // Науковий вісник НГУ. - 2009. - №9. - С. 24-27.

15. Шиман Л.Н. Исследование параметров безопасности эмульсий при термических воздействиях и в процессе газогенерации / Л.Н.Шиман, Е.Б. Устименко, В.В.Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2009. - №10. - С. 27-30.

16. Шиман Л.Н. Исследование свойств эмульсий с добавками воды, использованной в процессе гидроразмыва твердого ракетного топлива / Л.Н. Шиман, В.В. Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2009. - №11. - С. 17-19.

17. Шиман Л.Н. Исследования основных взрывчатых характеристик эмульсий / Л.Н.Шиман, В.В.Соболев // Науковий вісник НГУ. - 2009. - №12. - С. 20-22.

18. Соболев В.В. Оценка возможной опасности взрыва в процессе газогенерации эмульсионных взрывчатых веществ / В.В.Соболев, Л.Н.Шиман // Вісник КДПУ ім. Михайла Остроградського. - 2009. - Вип. 6. - С. 164-168.

19. Устименко Е.Б. Особенностис войств ЭВВ для безопасного применения их при взрывных работах / Е.Б.Устименко, Л.Н.Шиман, А.Л.Кириченко // Вісник КДПУ ім. Михайла Остроградського. - 2009. - Вип. 2, ч. 1. - С. 86-89.

20. Шиман Л.Н. Получение высокоэнергетических продуктов в процессе глубокой переработки твердого ракетного топлива / Л.Н.Шиман, В.В.Соболев // Доповіді НАН України. - 2010. - №3. - С. 98-104.

21. Устименко Е.Б. К вопросу об экологическом воздействии применения эмульсионных ВВ, в том числе, с продуктами переработки твердых ракетных топлив, на окружающую среду при взрывных работах / Е.Б.Устименко, Л.Н.Шиман, Т.Ф.Холоденко // Науковий вісник НГУ. - 2010. - № 4. - С. 35-40

22. Шиман Л.Н. Оценка влияния условий применения смесевых ВВ на их взрывчатые характеристики при проведении взрывных работ / Л.Н.Шиман, Е.Б.Устименко, А.Л.Кириченко, Л.И.Подкаменная // Сучасні ресурсозберігаючі технології гірничого виробництва: Наук.-виробн. збірник. - Кременчук: КДПУ ім. М. Остроградського. - 2010. - №1(5). - С. 60-68.

23. Устименко Е.Б. Некоторые технологические подходы для повышения эффективности применения шпуровых зарядов ВВ при подземной добыче полезных ископаемых / Е.Б. Устименко, Л.Н.Шиман, А.Л. Кириченко, Л.И. Подкаменная // Сучасні ресурсозберігаючі технології гірничого виробництва: Науково-виробничий збірник. - Кременчук: КДПУ ім. М. Остроградського. - 2010. - №2(6). - С. 61-67.

24. Пат. 37990 А, МПК/ 7 С06В31/38. Вибухова суміш / Ефремов Е.І., Швидько П.В., Смірнов В.Л., Шиман Л.М., Устименко Є.Б., Горбатов В.І.; заявник і патентовласник концерн "Південруда" - № 2000052738; заявл. 15.05.00; опубл. 15.05.01, Бюл. № 4.

25. Пат. 40139 А, МПК 7 С06В31/12, С06В31/32, С06В33/04. Вибухова водовмістка гелеподібна суспензія / Шиман Л.М., Устименко Є.Б., Швидько П.В., Смірнов В.Л., Підкаменна Л.І.; заявник і патентовласник ДП "НВО "ПХЗ" - № 2000063800; заявл. 27.06.00; опубл. 16.07.01, Бюл. № 6.

26. Пат. 37991 А, МПК/ 7 С06В31/38. Вибухова суміш / Шиман Л.М., Устименко Є.Б., Швидько П.В., Смірнов В.Л., Підкаменна Л.І.; заявник і патентовласник концерн "Південруда" - № 2000052739; заявл. 15.05.01; опубл. 20.08.02; Бюл. № 6.

27. Пат. 7963/1 А, МПК/ 7 G01№17/09, F06В33/04. Спосіб прискорення випробувань полімерних матеріалів та виробів на старіння / Тутов М.І., Кіриченко А.Л., Балицкий И.П., Трегубенко А.Є., Шиман Л.М., Устименко Є.Б., Підкаменна Л.І.; заявник і патентовласник КБ "Південне", ДП "НВО "ПХЗ" - № 2003076704; заявл. 16.07.03; Бюл. №5.

28. Шиман Л.Н. Об условиях образования полихлорированных диоксинов в продуктах взрыва ЭВВ ЕРА, содержащих перхлорат аммония / Л.Н.Шиман, Е.Б.Устименко, В.Д.Чмиль // Вісті Донецького гірничого інституту. - 2010. - №2. - С. 5-10.

29. Шиман Л.Н. Высокоэнергетические компоненты твердого ракетного топлива и их применение в неэлектрической системе взрывания "Прима-ЕРА" // Сучасні ресурсозберігаючі технології гірничого виробництва: Наук.-виробн. збірник. - Кременчук: КДПУ ім. М. Остроградського. - 2010. - №2(6). - С. 42-47.

30. Шиман Л.Н. Аспекты использования ТРТ в составах промышленных ВВ / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Утилизация боеприпасов". - Шостка: ГосНИИХП, 2002. - С. 45-46.

31. Шиман Л.Н. Производство промышленных ВВ как составная часть утилизации БП и ТРТ / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Утилизация боеприпасов". - Шостка: ГосНИИХП, 2002. - С. 47-48.

32. Устименко Е.Б. Воздействие струей высокой энергии на ВВ и ТРТ / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2003. - С. 48-51.

33. Устименко Е.Б. Оценка безопасного воздействия струй при гидровымывании ВМ / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2003. - С. 117-120.

34. Устименко Е.Б. Гидромониторное извлечение смесевых ТРТ из ракетных двигателей / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2005. - С. 157-160.

35. Подкаменная Л.И. Подготовка полуфабрикатов эмульсионных ВВ с использованием продуктов гидромеханического извлечения ТРТ из ракетных двигателей / Л.И. Подкаменная, Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, М.И. Нурмухаметов // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2005. - С. 258-260.

36. Устименко Е.Б. Ликвидация боеприпасов и их элементов методом высокотемпературной обработки / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, М.И. Нурмухаметов, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2005. - С. 99-101.

37. Устименко Е.Б. Технические аспекты использования ВМ, извлеченных из боеприпасов и ракет, для приготовления промышленных ВВ / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман // Матер. межд. конф. "Современное состояние, проблемы, перспективы развития взрывного дела". _ Павлоград: ПХЗ, 2006. - С. 20-24.

38. Шиман Л.Н. Опыт применения бестротиловых эмульсионных взрывчатых веществ марки "ЕРА" на взрывных работах при заряжании скважин механизированным способом с использованием смесительно-зарядных машин / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, А.Л. Кириченко, Й.Г. Касперский // Вісник КГПУ ім. Михайла Остроградського. - 2007. - №5. - С. 113-117.

39. Шиман Л.Н. Взрывные работы с применением смесительно-зарядных машин системы SMS, UMS / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, А.Л. Кириченко // Физика и техника высокоэнергетической обработки материалов. - Д.: Арт-Пресс, 2007. - С. 39-42.

40. Шиман Л.Н. Неэлектрическая система инициирования "Прима-ЕРА" для ведения взрывных работ / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, И.П. Терещенко // Физика и техника высокоэнергетической обработки материалов. - Д.: Арт-Пресс, 2007. - С. 42-45.

41. Шиман Л.Н. Применение смесительно-зарядных машин для изготовления и механизированного заряжания эмульсионных взрывчатых веществ в условиях подземных горных разработок / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, А.Л. Кириченко // Физика и техника высокоэнергетической обработки материалов. - Д.: Арт-Пресс, 2007. - С. 46-47

42. Шиман Л.Н. Эмульсионные взрывчатые вещества марки "ЕРА" / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, В.С. Леонов // Физика и техника высокоэнергетической обработки материалов. - Д.: Арт-Пресс, 2007. - С. 47-50.

43. Устименко Е.Б. Некоторые подходы в области обеспечения безопасности при использовании конверсионных ВМ, полученных от утилизации боеприпасов и ракет / Е.Б.Устименко, Л.Н.Шиман, М.А.Устименко // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2007. - С. 203-211.

44. Устименко Е.Б. Опыт гидромеханического извлечения ТРТ из корпусов ракетных двигателей / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2007. - С. 180-183.

45. Устименко Е.Б. Опыт использования продуктов переработки ТРТ, извлекаемого гидромеханическим методом из корпусов ракетных двигателей, в составах промышленных водосодержащих ВВ / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная, А.Л. Кириченко // Матер. межд. конф. "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов". - Красноармейск: КНИИМ, 2007. - С. 211-215.

46. Шиман Л.Н. Опыт применения бестротиловых эмульсионных взрывчатых веществ марки "ЕРА" на взрывных работах при заряжании скважин механизированным способом с использованием смесительно-зарядных машин / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, А.Л. Кириченко, Й.Г. Касперский // Вісник КГПУ ім. Михайла Остроградського. - 2007. - №5. - С. 113-117.

47. Устименко Е.Б. Опыт конверсии отдельных компонентов твердого ракетного топлива и аспекты безопасности для их использования в качестве активного вещества в элементах неэлектрических систем инициирования / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, Л.И. Подкаменная, М.М. Челтонов // Вісник КГПУ ім. Михайла Остроградського. - 2008. - №1. - С. 100-103.

48. Устименко Е.Б. Опыт промышленного использования на открытых горнах работах и оценка продуктов взрывчатого превращения эмульсионных ВВ, содержащих продукты переработки ТРТ / Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, М.А. Устименко // Высокоэнергетические материалы: демилитаризация, антитерроризм и гражданское применение. - Бийск, 2008. - С. 109-113.

49. Шиман Л.Н. Передовые High-Tech технологии для обеспечения безопасности проведения буровзрывных работ / Л.Н. Шиман, Е.Б. Устименко // Вестник Украинского союза инженеров-взрывников. - 2008. - № 1. - С. 17-28.

50. Устименко Е.Б. Экологический мониторинг взрывных работ, проводимых с использованием ЭВВ марки "ЕРА" с продуктами переработки ТРТ / Е.Б.Устименко, Л.Н.Шиман, Т.Ф. Холоденко // Вісник КГПУ ім. Михайла Остроградського. - 2008. - №1. _ С. 97-100.

51. Шиман Л.Н. Опыт механизированного заряжания скважин эмульсионных ВВ марки "ЕРА", в том числе с продуктами переработки ТРТ / Л.Н. Шиман., Е.Б. Устименко, Л.И. Подкаменная, А.Л. Кириченко // Вісник КГПУ ім. Михайла Остроградського. - 2008. - №1. _ С. 94-97.

52. Шиман Л.Н. Новые эмульсионные взрывчатые вещества марки "ЭРА" и средства их изготовления на местах проведения взрывных работ // Scientific Journal of the Technical University of Varna: Special number. - 2008. - V.1. - P. 610-614.

53. Шиман Л.Н. Безопасные режимы извлечения водорастворимых компонентов из твердого ракетного топлива / Л.Н. Шиман, В.В. Соболев // Мат. XIV симп. по горению и взрыву. - Черноголовка: ИПХФ РАН. _ 2008. - С. 196-197.

54. Shuman L. Disposal and destruction processes of ammunition, missiles and explosives, which constitute danger when storing / L.Shuman, Y.Ustimenko // Advanced Research Workshop 983370 "Counteraction to chemical and biological terrorism at a national and local level in the East Europe countries". - Dnepropetrovsk, 2009. - P. 147-152.

55. Шиман Л.Н. Использование в горной промышленности эмульсионных ВВ "ЕРА" с продуктами переработки твердого ракетного топлива // Высокоэнергетическая обработка материалов. - Д.: Арт-Пресс, 2009. С. 209-218.

56. Шиман Л.Н. Конверсионная обработка продуктов гидромеханического извлечения твердого ракетного топлива для получения активного вещества, применяемого в средствах инициирования и взрывания / Л.Н.Шиман, Е.Б.Устименко, М.М.Челтонов // Высокоэнергетическая обработка материалов. - Днепропетровск: Арт-Пресс, 2009. - С. 219-228.

57. Шиман Л.Н. Применение высокоэнергетических продуктов, полученных из твердого ракетного топлива / Л.Н. Шиман, В.В.Соболев // Стратегия качества в промышленности и образовании. - Варна, 4-11 июня 2010. (Болгария). - 2010. - Т. 1, ч. 2. - С. 460 - 464.

58. Shuman L. The usage of the solid rocket fuel products of refinement in the industrial emulsion explosives / L. Shuman, V. Sobolev, E. Gritsenko // Scientific Reports on Resourse Issues 2010. Volume 1. - Freiberg (Germany): TU Bergakademie Freiberg, 2010. - Р. 180-185.

АНОТАЦІЯ

Шиман Л.М. Безпека процесів виробництва та використання на гірничих підприємствах емульсійних вибухових речовин марки "ЕРА". - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.26.01 - "Охорона праці". - Державний вищий навчальний заклад "Національний гірничий університет". - Дніпропетровськ, 2010.

У дисертації виконано аналіз існуючих емульсійних ВР та систем ініціації зарядів ВР, з точки зору забезпечення безпеки їх виробництва та використання на гірничих підприємствах. Запропоновано структуру системи управління ризиками на основі проведення сертифікації промислових ВР на забезпечення технічної й екологічної безпеки при їх виробництві, транспортуванні, зберіганні і застосуванні. Виконано оцінку стійкості хімічних зв'язків між частинками різних фаз емульсійних речовин під впливом різноманітних зовнішніх збурень та експериментально досліджено фізичну та хімічну стабільність емульсій з високоенергетичними компонентами.

Розроблено безпечну промислову технологію виробництва різних модифікацій високоенергетичних наливних і незапобіжних патронованих емульсійних ВР марки "ЕРА", які мають високу потужність та низьку чутливість до зовнішніх збурень, є безпечні у поводженні і дозволяють повністю механізувати всі операції з виготовлення і заряджання ВР у свердловини та технологію виробництва елементів неелектричної системи ініціювання зарядів ВР. Створений мобільний автоматизований міні-завод з виробництва високоенергетичних емульсійних ВР, у тому числі з компонентами ТРП, з безпечним технологічним процесом у діапазоні температур навколишнього середовища від мінус 35 до плюс 60 С.

Ключові слова: безпека, управління ризиками, емульсійні вибухові речовини, високоенергетичні компоненти, тверде ракетне паливо, ініціювання зарядів.

Шиман Л.Н. Безопасность процессов производства и применения на горных предприятиях эмульсионных взрывчатых веществ марки "ЕРА". - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.26.01 - "Охрана труда". - Государственное высшее учебное заведение "Национальный горный университет". - Днепропетровск, 2010.

В диссертации выполнен анализ существующих эмульсионных взрывчатых веществ (ВВ) и систем инициирования их зарядов с точки зрения обеспечения безопасности при их производстве и использовании на горных предприятиях. Установлено, что увеличение энергетического потенциала ВВ, использования высокоэнергетических компонентов для ВВ, в том числе с продуктами утилизации твердого ракетного топлива (ТРТ), повышает риск возникновения аварий и аварийных ситуаций как при изготовлении так и при использовании ВВ. Предложена структура системы управления рисками на основе проведения сертификации промышленных ВВ на обеспечение технической и экологической безопасности при их производстве, транспортировке, хранении и применении. Введена дополнительная критериальная оценка факторов безопасности - параметра "эксплуатационного" влияния на сбалансированность структуры и сохранения свойств эмульсионных ВВ. Разработан алгоритм оценки опасности промышленных ВВ, содержащих продукты утилизации ТРТ.

Исследовано влияние разнообразных внешних возмущений на стойкость химических связей между частицами разных фаз эмульсионных веществ. Установлены закономерности влияния электрического поля на стойкость этих связей между частицами разных фаз эмульсионных веществ. Исследованы физические факторы, инициирующие возможные условия взрывного превращения эмульсионных ВВ в процессе газогенерации. Установлены закономерности влияния разнообразных факторов на стойкость разработанных эмульсий. Проведены исследования взрывных характеристик, характеристик стабильности и безопасности новых эмульсионных ВВ с добавками энергонасыщенных компонентов твердого ракетного топлива.

Разработана безопасная промышленная технология и организовано производство разных модификаций новых наливных и непредохранительных патронированных высокоэнергетических эмульсионных ВР марки "ЕРА", способных разрушать породы любой прочности и обводненности, которые имеют низкую чувствительность к внешним возмущениям и относительно безопасные при использовании, что позволяет полностью механизировать все операции из изготовления и заряжения ВВ в скважины и технологию производства элементов неэлектрической системы инициирующего зарядов ВР. Разработана безопасная технология и организована промышленная утилизация твердого ракетного топлива.

Создана безопасная и экономически эффективная технология производства элементов неэлектрической системы инициирования зарядов ВВ с использованием высокоэнергетических продуктов, изъятых из твердого ракетного топлива. Разработана новая неэлектрическая система инициирования зарядов ВВ "Прима-ЕРА", являющейся водостойкой с повышенной безопасностью при производстве, хранении, транспортировке и использовании, и предназначенная для инициирования промежуточных детонаторов и патронов-боевиков.

Создан стационарный завод с безопасным технологическим процессом производства высокоэнергетических эмульсионных ВВ производительностью до 60000 т/год. Создано и внедрен экономически эффективный мобильный комплекс, который выполняет все этапы, необходимые для проведения буровзрывных работ, позволяющий снизить на 15% расход эмульсионных ВВ и на 50% выход мелких фракций горной массы.

Ключевые слова: безопасность, управление рисками, эмульсионные взрывчатые вещества, высокоэнергетические компоненты, твердое ракетное топливо, инициирование зарядов.

Shiman L.M. Safety of production processes and use of emulsive explosives of brand "ERA" on the mining enterprises . - Manuscript.

The dissertation for the scientific degree of doctor of technical science on speciality 05.26.01 - "Labour protection" - National Mining University, Dnepropetrovsk, 2010.

The analysis of existent emulsive explosives and systems of initiating charges of explosives, from the point of view providing safety their production and use on mining enterprises is executed in dissertation. The structure of the system control by risks is offered based on conducting certification industrial explosives on providing technical and ecological safety at their production, transporting, storage and application. The estimation of stability of chemical bonds is executed between the particles of different phases of emulsive matters under action various external indignations and experimentally probed physical and chemical stability of emulsions with high-power components.

Safe industrial technology of production of different modifications of high-power liquid and unpreventive ward emulsive explosives of brand "ERA", which have high power and low sensitiveness to external indignations, safe in a conduct and allow fully to mechanize all of operations from making and loading of explosives in mining holes and technology of production of elements of the unelectric system of charges initiating of explosives is developed. The mobile automated mini-plant is created from the production of high-power emulsive explosives, including with the components of TRP, with a safe technological process in the range of ambient temperatures from minus 35 to plus 60 С.

Keywords: safety, risks management, emulsive explosives, high-energy components, hard rocket fuel, initiator of charges.

Размещено на Allbest.ru