Российские учёные укротили энергию взрыва

Взрыв без шума и пыли. Такое, конечно, пока немыслимо, но всё же наука стремится к тому, чтобы применяемые при добыче полезных ископаемых технологии разрушения горных пластов давали хороший результат при минимуме побочных эффектов. Учёные Института проблем комплексного освоения недр РАН нашли алгоритмы «правильного взрыва» для освоения одного из самых больших в России угольных разрезов, и разработали свой рецепт эффективного взрывного разрушения горной породы.

Сергей Викторов: Мы ищем новые способы управления распределением энергии взрыва. Для этого подбираем оптимальные параметры конструкций детонационных систем, рассчитываем выделение энергии, степень дробления среды

В какую бы сторону ни поворачивал мировой энергетический рынок, он далеко не уйдёт от уже открытых и освоенных источников энергии. Безусловно, их доли, стоимость и вклад в жизнеспособность цивилизации будут постоянно варьироваться, но то, что в ближайший век человечество не откажется ни от одного из них, — это совершенно точно. К таким освоенным «энергетикам» относится и каменный уголь, давший импульс промышленной революции. В России его запасов столько, что при необходимости они могут компенсировать нехватку едва ли не любого другого источника энергии. Это наше стратегическое сырьё. Оно активно разрабатывается и продаётся, но, по меркам современных технологий, далеко не всегда эффективно извлекается из недр земли. К примеру, если при добыче угля применяются взрывные работы, приходится останавливать привычный ритм жизни на многие километры вокруг. Всё, что теоретически может попасть в зону действия взрыва, нужно быстро эвакуировать от порождаемого этой волной совсем не привлекательного ландшафта — с разбросом камней, пылегазовыми облаками, мощнейшими звуковыми и сейсмическими колебаниями. Ну и природа, конечно, страдает, которую в данном случае на сто процентов обезопасить вообще невозможно. Чтобы минимизировать побочные эффекты, учёные Института комплексного освоения недр РАН предлагают изменить технологию взрыва горных пластов, что должно привести к меньшим разрушениям и повысить количество добываемого угля. По сути,

незатейливая формула — чтобы получить больше угля, надо организовать более мощный взрыв, — признана устаревшей, и её хотят заменить на новую, позволяющую добиться большего результата при меньших издержках.

Массовый взрыв на карьере по традиционным технологиям несёт с собой много разрушений и вред окружающей среде

«Задачи такие: с одной стороны, нам требуется увеличить масштабы взрываемого пласта, а, с другой, защитить то, что может попасть в зону взрыва. Особенно это касается находящихся неподалёку карьеров и шахт, где добывают уголь подземным способом, так как они оказываются в большой опасности при таких работах, — комментирует руководитель проекта, заместитель директора по науке Института проблем комплексного освоения недр РАН Сергей Викторов. — Чтобы добиться этого, мы ищем новые способы управления распределением энергии взрыва. Для этого подбираем оптимальные параметры конструкций детонационных систем, рассчитываем выделение энергии, степень дробления среды».

Так выглядит пористая аммиачная селитра, которую учёные предлагают производить без больших затрат

Теоретические работы к настоящему времени завершены: учёным удалось найти алгоритмы взрыва с направленным эффектом. Они рассчитали, что энергия скважинного заряда традиционной, круглой формы, что обусловлено формой пробуренной скважины, формирует взрывную волну с избытком энергии, не используемой по прямому назначению. Изменяя форму заряда в сечении, для чего потребуется бурить нетрадиционной формы скважины с применением нового бурового оборудования, можно получить взрывную волну иной формы, интенсивности и направленности, максимально соответствующей требованиям горного производства.

Также учёные разрабатывают новый рецепт для изготовления взрывчатого вещества — более рационального в части как взрывного эффекта, так и затрат на него. Секрет инновационной «горной бомбы» в особой, пористой конфигурации гранул селитры, которые можно производить без больших затрат, соблюдая определённые, рассчитанные в данном проекте, условия приготовления этих гранул. К слову, пористая селитра уже производится, но стоит слишком дорого, а потому в России её мало используют для взрывов при добыче угля. Собственное производство по отечественной технологии в условиях горного предприятия позволит снизить её цену примерно на 1000 рублей с каждой тонны. По оценкам учёных, в общей сумме это даст существенную экономию.

Чтобы добиться ещё большего снижения себестоимости взрывчатых смесей, учёные нашли условия, при которых используемое в этих разрушительных коктейлях дизельное топливо можно заменить на совсем дешёвое, отработавшее свой срок моторное масло.

Все эти решения пока что выражаются в сложных уравнениях и формулах, которые будут воплощать в конкретные технологии и продукты компании, занятые добычей угля. Интерес к новой методике горных взрывов и новому подходу к производству взрывчатых смесей проявляет Сибирская угольная добывающая компания, выступающая индустриальным партнёром института в проекте. С участием её специалистов будут проводиться экспериментальные работы в Тунгусском бассейне — крупнейшем угольном месторождении России. Предположительно, рядом с местом добычи будет организовано и производство взрывчатых веществ. Если проект удастся довести до логического завершения, в одной из самых традиционных отечественных отраслей — угледобыче — произойдет долгожданный, управляемый и эффективный «взрыв» технологий.

Проект «Разработка инновационной технологии разрушения горного массива при освоении пластовых месторождений полезных ископаемых» поддержан ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014−2020 годы».

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈