Основните начини за намаляване на праховите и газовите емисии при извършване на масивни експлозии в кариера Мурунтау
Характеристика на настоящия етап от развитието на минните операции на открития рудник Мурунтау е високата концентрация и интензификация на всички технологични процеси, свързани с добива и преработката на суровини от златна руда. Отбелязаното е придружено от усложняване на процеса на вентилация на заминираната зона на кариерата, влошаване на условията на работа за прахови и газови фактори, отрицателно въздействие върху околната среда.
Основните източници на образуване на прах и газ в кариерата са сондажни и взривни операции (до 35%), товаро-транспортни операции и натрупан прах в кариерата. Отделянето на токсични газове се причинява от масивни експлозии в кариера (до 60%) и експлоатация на технологични превозни средства при транспортиране на взривената скална маса до сметища, трошачни и прехвърлителни пунктове, както и до складове за руда за различни цели.
Данните от експерименталното заснемане на процеса на развитие на експлозията показват, че след производството на масов взрив облакът прахови газове се разпространява по целия обем на кариерата и, участвайки във въздушните атмосферни потоци, се разпръсква извън нея (фиг. 2). Визуално фиксираното време на разпръскване на прахови и газови облаци при различни метеорологични условия в кариера Мурунтау е средно от 20 до 40 минути, височината на издигането му е средно 400–600 m (в някои случаи до 800 m), разстоянието на разпространение достига 14–17 km.
Интензивността на образуването на прах и газ по време на сондажни и взривни операции в кариера зависи от много фактори, основните от които са физико-механичните свойства на скалите и тяхното изрязване, методи за пробиване на взривни дупки, обхвата на използваните взривни вещества, видове на използваните пробивни материали, методи за взривяване (на избрания наклон на стенда или в затегната среда), времето на производство на масов взрив, метеорологичните условия по време на масовия взрив и др.
Както показват резултатите от проучвания в условията на място на експлозия, с увеличаване на коефициента на твърдост на скалите по скалата на М. М. Протодяконов, обемът на прах, отделен по време на експлозията, се увеличава. Така че, ако по време на взривяването на скали с коефициент на твърдост f = 6–8, се образува до 0,04 kg/m3 прах, то по време на взривяването на скали с f = l2–14, до 0,22 kg/m3 от отделят се прашни частици (размер на фракцията ± 1 mm). В същото време взривяването на наводнени скали от същата крепост води до намаляване на добива на тези фракции с 1,3–2,7 пъти, което е свързано с процеса на коагулация (свързване) на пари и малки частици вода, образувани по време на експлозията, с прахообразни фракции от скали.
Основният метод за пробиване на взривни дупки в кариера е ролков нож (платформи SBSH-250 MN). Изчистването на дъното на кладенците от продуктите от унищожаването и отстраняването на пробивните фини части се извършва със смес въздух-вода. Големите частици от сондажни продукти се утаяват в устието на кладенеца, докато малките частици (включително праховите частици) се отнасят на разстояние до 10-14 m.
В различни минни и геоложки условия на разработване на скали и руди от открито се извършват проучвания на диспергирания състав на сондажни изсичания, които показват, че добивът на прахови фракции с размер 1,4 микрона, в зависимост от твърдостта на пробити скали, достига 22–25% от общия си обем. Това показва, че пробиването на ролкови конуси на взривни дупки също е един от основните процеси, придружени от отделянето на прашен материал, който се отделя в атмосферата по време на масивни експлозии. Изчисленията са установили, че масата на праховите частици по време на сондажа в кариера е около 70 хиляди тона/година, специфичното образуване на прах е 0,043-0,254 кг на 1 кг взривен взрив.
За да се свържат прахообразни частици от сондажни продукти, беше предложено да се обработи повърхността на взривения блок с химически реагенти (алкохолен слой, разтвори на повърхностноактивни вещества и др.). В този случай на повърхността на блока се образува „кора“ с дебелина 20–30 mm, която коагулира прахоподобни частици и по този начин им пречи да навлязат в атмосферата по време на експлозия, което беше потвърдено чрез заснемане на данни и измервания на концентрация на прах след експлозията. По-специално, емисиите на прах в откритата атмосфера се намаляват с 25–30%, а височината на издигането на облака от прах и газ намалява с 15–20%. Мащабът и ефективността на този метод за борба с отделянето на прах се свързва с осигуряването на ритмично подаване на необходимите химически реагенти в кариерата, както и с наличието на механизирани средства за поливане на повърхността на взривените блокове.
Експериментални експлозии бяха извършени в кариера, за да се установи ефектът от условията на взривяване (в затегната среда и върху свободната повърхност на пейката) върху обема на прахово-газовия облак. Използвано е високоскоростно заснемане, за да се запише процесът на образуване на облак във времето.
Експлодиралите скали са представени от кварцово-слюдени шисти със сила f = 9–10. Половината от блока е взривен на избраното лице, а другата част - на гръб от предварително взривената скална маса. Обемът на експерименталния блок е 115 хил. М3, решетката от кладенци е 7 (7 м, средната височина на стенда е 10,5 м, подкопаването е 2 м, като взривно вещество е използван гранулит S-6M. беше диагонал с интервал на забавяне между редовете от 35 ms.