Промышленные взрывные работы являются одним из ключевых технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых. Энергии взрыва вполне достаточно для таких целей, как разрушение горных пород, и этот метод используется практически на каждом горнодобывающем предприятии.
Вместе с тем, подобный промышленный взрыв становится источником массовых выбросов ядовитых газов (в т.ч. оксида азота) и пыли — и это становится важным фактором, негативно влияющим на безопасность работы на таких месторождениях.
Таким образом, осуществление взрывных работ с применением эффективных способов снижения выбросов от взрывов является на сегодняшний день весьма актуальной задачей как в научном, так и в практическом плане.
Здесь мы рассмотрим основные существующие способы сокращения выбросов от промышленных взрывов.
Способы снижения выбросов при массовых взрывах
Сегодня, почти все существующие способы, позволяющие снизить и нейтрализовать выбросы вредных газов (в т.ч. оксида азота), высвобождающихся в продуктах промышленных взрывов, основываются на разных методах их нейтрализации с помощью пылесвязывающих добавок, различных пен и растворов, направленных, в первую очередь, на снижение выброса окиси углерода и оксидов серы. По большому счету, эти способы сопряжены с очисткой отходящих газов.
Невзирая на значительный объем различных исследований, достигнутых результатов снижения выбросов оксидов азота все еще недостаточно.
Итак, объемы пыли и вредоносных газов, возникающих в процессе массовых промышленных взрывов в карьерах могут быть существенно снижены за счет определенных организационных, технологических и инженерно-технических мероприятий — приведем основные из них:
• взрывание веществ с нулевым/близким к нулю кислородным балансом;
• использование водоустойчивых взрывчатых веществ;
• взрывание на неубранную горную массу;
• взрывание глубоких скважин с воздушными промежутками,
• определение минимального расстояния между блоками взрывания;
• гидро-/гидрогелевая забойка скважин;
• использование мощных дождевальных оросителей;
• осуществление промышленных взрывов во время наибольшей ветровой активности, а также некоторые другие организационные и инженерно-технические мероприятия.
ГЛТ-20, порэмит, селитренные смеси
Использование вместо гранулотола ГЛТ-20 и порэмита также позволяет существенно снизить объемы вредных газов в процессе произведения промышленных массовых взрывов.
В ряде стран применяются до 80% селитренных смесей простого состава, а множеством НИИ было инициировано ряд исследований с целью определения эффективности пылегазоподавления с помощью пены, смачивания поверхностей блока прямо перед взрывом, покрытия их искусственным снегом при минусовых температурах.
Такие мероприятия позволяют сократить высоту подъема пылегазового облака и ускорить процессы осаждения пыли.
Формирование ПГО с температурной стратификацией
Технологические приемы, позволяющие формировать пылегазовые облака с температурной стратификацией, довольно интересны с научной и практической точек зрения. Они позволяют истекающим позднее отработавшим взрывом газам догонять первичные выбросы.
При всем этом, в момент поднятия облака происходит усиленное клубление с перемешиванием веществ как между собой внутри облака, так и с внешней средой, что способствует добиться его стремительной делокализации и выпадению примесей вблизи места взрыва.
Воздействие воздушно-водяными двухфазными струями
Помимо всего прочего, были проведены многочисленные экспериментальные исследования в сфере разработки способов принудительного подавления пылегазового облака в границах выработанного пространства карьера посредством воздействия воздушно-водяными двухфазными струями с помощью, к примеру, вентиляторов-оросителей.
Стоит учесть одно условие, являющееся принципиальным при применении разработанной технологии: это использование естественного или создаваемого искусственно устойчивого состояния атмосферы (инверсии) карьера в месте проведения взрыва.
Хемосорбция
Добиться повышения эффективности подавления пылегазового облака можно также с помощью хемосорбции, проистекающей в процессе воздействия растворов карбоната натрия и силиката натрия на оксид азота и монооксид углерода, и адсорбированными пылевыми частицами, в составе которых входят полярные адсорбенты оксид железа, кальция и марганца.
Подавление пылегазового облака водными растворами солей кремневой и угольной кислот имеет важную отличительную особенность: вследствие испарения воды под воздействием высокой температуры, в процессе из гидрогеля H2SiO3 образуется селикагель.
Селикагель представляет собой прекрасный адсорбент: его удельная поверхность составляет от 200 до 600 м2/г, объем пор – 0,4 см3/г, средний диаметр пор - 30-200/10-11 м и обладает структурой полимера.
