УКРАИНИТ И ПАУЭРГЕЛЬ: ВЫМЫСЛЫ И РЕАЛЬНОСТЬ

Родерик Крысин, доктор технических наук, профессор Национального горного университета

Виталий Куприн, доктор химических наук, профессор Украинского государственного химико-технологического университета

До сих пор в средствах массовой информации шла полемика между корреспондентами относительно целесообразности использования в Украине отечественных и импортных эмульсионных взрывчатых веществ (ВВ). Мы полагаем, что настало время высказаться по этому поводу специалистам, которые занимаются разработкой именно эмульсионных взрывчатых веществ. Авторы данной статьи являются создателями эмульсионного ВВ украинит. В связи с публикацией статьи «Взрывная волна» («Зеркало недели» №17 (392) от 11 мая 2002 года), где, на наш взгляд, вымысел перемешан с реальностью, считаем необходимым рассмотреть проблему с научной, а не популистской позиции.

Прежде всего авторы согласны с утверждением оппонентов относительно вредности тротила. Мало того, О.Шубин приводит довольно пространную цитату из нашей статьи совместно с руководством ОАО ППП «Кривбассвзрывпром», в которой вскрыты основные недостатки тротилсодержащих ВВ. Озабоченность этой проблемой побудила руководство «Кривбассвзрывпрома» искать альтернативу тротилсодержащим ВВ для ведения взрывных работ на открытых разработках, а Днепропетровскую облгосадминистрацию 26 ноября 1999 года принять «Целевую региональную комплексную программу перехода горно-обогатительных комбинатов на бестротиловые экологически чистые взрывчатые вещества».

В соответствии с этой программой было разработано эмульсионное взрывчатое вещество украинит-ПМ (повышенной мощности). В настоящее время на нерудных карьерах Украины завершены приемочные испытания украинита-ПМ, технологии его приготовления и заряжания в скважины при помощи смесительно-зарядных машин марки «Акватол». И, кстати, не российских, как подчеркивает О.Шубин, а еще советских. На подобном оборудовании работает вся промышленность Украины.

На рудных карьерах завершены предварительные промышленные испытания украинита и представлены документы для получения разрешения на проведение приемочных испытаний. Всего за период испытаний взорвано более 300 тонн украинита. В связи с завершением испытаний уместно привести некоторые выводы из актов комиссий.

Например, комиссии по испытаниям украинита на рудных карьерах:

«Центробежный насос, подающий ВВ в скважины, установленный на дозаторах смесительно-зарядной машины СЗМ «Акватол 1У», позволяет перекачивать ЭВВ украинит-ПМ… Производительность насоса подачи ВВ составила 600 кг/мин».

1. «ЭВВ полностью выгружается из бункера и дозатора смесительно-зарядной машины (СЗМ)».

2. «Энергетические характеристики ЭВВ украинит-ПМ позволяют использовать его для дробления горных пород любой крепости».

Заключение комиссии по проведению приемочных испытаний украинита-ПМ на нерудных карьерах следующее:

1. «Смесительно-зарядные машины «Акватол 1У» и «Акватол-3» пригодны для приготовления ЭВВ украинит-ПМ и заряжания его в скважины».

2. «ЭВВ украинит-ПМ полностью выгружается из бункера и дозатора смесительно-зарядных машин».

3. «Энергетические характеристики ЭВВ украинит-ПМ позволяют использовать его для дробления горных пород любой крепости и обводненности».

Приведенные выдержки из актов комиссий с широким представительством от карьеров, взрывпромов, институтов по безопасности, Госнадзорохрантруда свидетельствуют о том, что несмотря на различный состав комиссий, выводы практически идентичны.

Таким образом, утверждение О.Шубина о том, что «по окончании зарядки в машинах остается немалое количество неучтенного ВВ» и что «испытаний на допуск к приготовлению и заряжанию украинита, как того требуют «Единые правила безопасности при взрывных работах» не проходили» не соответствуют действительности, так как все разрешения на испытания выдавались Госнадзорохрантруда в соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах».

О.Шубин пишет, что в России «никому в голову не пришло использовать для зарядки собственные «Акватолы». Это действительно так, потому что в России нет эмульсионного взрывного вещества с такими свойствами, которые бы позволили использовать имеющуюся высокопроизводительную технику, а не покупать ее за рубежом. Кстати, для своих эмульсионных ВВ «порэмит» Россия создала типоряд собственных машин, а не ориентировалась на разработки компании Tread. Кроме того, в России ряд ГОКов проявляют активную заинтересованность в применении украинита и использовании имеющихся СЗМ «Акватол».

О.Шубин пишет, что СЗМ «Акватол» морально и физически устарели, и в то же время утверждает, что на Криворожском заводе горного оборудования готовы выпускать современные машины на базе автомобиля КрАЗ («Акватол 1У» также на базе КрАЗа) при имеющейся оснастке и кадровом составе бывшего рудоремонтного завода. Помимо горячего «желания участвовать в проекте», надо иметь технические и технологические возможности. Если же имеется в виду только установка на шасси КрАЗа готового бункера, то такой выпуск, как показывает опыт автозаводов Украины и России, продукцию не удешевляет. В чем будет выгода Украине, если это будут малотоннажные машины (10 тонн) то, например, ИнГОКу для того, чтобы зарядить в течение четырех дней 1000 тонн ВВ, потребуется не четыре СЗМ «Акватол-3» (грузоподъемность 25 тонн), а десять. При этом надо иметь в виду, что имеющиеся СЗМ надежно работают и обеспечивают полностью выполнение производственной программы.

Кроме того, г-н Шубин, на наш взгляд, не совсем четко представляет технологию обеспечения ГОКов матрицей украинита — эмульсионной композицией (эмульком). Последняя, не являясь взрывчатым веществом, будет доставляться железнодорожными цистернами и автоцистернами на накопительные пункты, которые будут развернуты на ИнГОКе и в местах, прилегающих к южной и северной группе ГОКов в пределах опасных зон карьеров. СЗМ перемещаются только в пределах карьеров. Спрашивается: почему ГОКам и «Кривбассвзрывпрому» надо отказаться от крупнотоннажных, высокопроизводительных, надежных и простых в работе и обслуживании машин, которые полностью обеспечивают выполнение производственных заданий? Потому что на них, в отличие от импортных малотоннажных и малопроизводительных, отсутствует компьютерное управление или потому, что фирма «Интервзрывпром» за каждую машину получит 300 тыс. долл. и установит технологический диктат на их обслуживание и ремонт? А она предлагает поставить 20 машин. В конце концов любая техника должна оцениваться прежде всего по производительности, надежности и безопасности.

Сравним по этим показателям имеющиеся и предлагаемые СЗМ. «Акватолы» обеспечивают производительность заряжания ЭВВ в скважины 600 кг/мин, СЗМ компании Tread — 300—350 кг/мин при заряжании пауэргеля. За двадцать лет работы в Кривбассе в СЗМ «Акватол» не выявлено серьезных недостатков в работе и обслуживании. Факты, приведенные в статье О.Шубина, о том, что ВВ проникало за обшивку, свидетельствуют только о низком качестве обслуживания машин со стороны отдельных работников. Об эксплуатационных качествах СЗМ компании Tread судят пока только со слов, газетных публикаций и рекламных проспектов. Собственного опыта нет.

Мы понимаем, что в дальнейшем нужно переходить на более совершенную и производительную зарядную технику. Но это должны быть зарядные машины, отвечающие требованиям отечественных горных предприятий, а не предназначенные для заряжания пауэргеля, который по многим параметрам не подходит для горно-геологических условий рудных карьеров Украины.

Оценим профессионально качества предлагаемого нам эмульсионного ВВ пауэргель. Во всех публикациях делается акцент на его экологической безопасности (об этом поговорим позже) и умалчиваются энергетические свойства. Почему для ГОКов Кривбасса это важно? Потому что разрабатывают они весьма крепкие горные породы, которые не все взрывчатые вещества могут раздробить до экономически целесообразного состояния. Почему на ГОКах не используется самое дешевое отечественное ВВ игданит (смесь 95% аммиачной селитры и 5% нефтепродукта)? Потому что при таком рецептурном составе игданит имеет максимальную теплоту взрыва (эквивалент мощности ВВ) 3500 кДж/кг.

Пауэргель, имеющий в своем составе 80% аммиачной селитры, 15% воды и около 5% нефтепродукта, обеспечивает энергию взрыва не более 3000 кДж/кг. Да, он водоустойчив по сравнению с игданитом. Но энергетика? При применении пауэргеля с такой энергетикой придется сгущать сетку скважин, чтобы воздействовать взрывом на меньший объем породы. Если на ИнГОке сократить расстояние между скважинами хотя бы на 1 метр (не 6ґ6 м, а 5ґ5 м, хотя и этого будет недостаточно), то на 1000 тонн ВВ придется дополнительно бурить 250 скважин. Максимальный месячный объем потребляемого ВВ в карьере составляет 2000 тонн. Значит, потребуется дополнительно 500 скважин. Если при сужении сетки скважин будет обеспечено равенство удельных расходов ВВ при взрывании пауэргелем и применяемым ВВ, то расходы от бурения дополнительных скважин — чистые убытки.

Что касается украинита, то он имеет энергетику 4100 — 4400 кДж/кг и, как сказано выше, в состоянии разрушать породы любой крепости. При проведении испытаний на карьере Ингулецкого ГОКа был произведен взрыв с расширенной (7ґ7 м) сеткой скважин при равенстве удельных расходов ВВ на экспериментальном и контрольном участках. Получено высокое качество дробления, выход негабарита отсутствовал, превышений отметок подошвы уступа не было. Этот взрыв подтвердил возможность расширения сетки скважин. При сетке 7ґ7 м на объем ВВ в 1000 тонн экономия на бурении составит 250 скважин. Это уже достигнутые результаты, а в отношении пауэргеля еще не известно, будет ли достигнуто равенство удельного расхода при сетке 5ґ5 м. Может, придется еще более сгущать сетку скважин.

Характерной особенностью рассуждений о пауэргеле является отсутствие данных о его применении в каких-либо горно-геологических условиях. Аргумент в его пользу один — фирма «Орика» является мировым лидером по производству пауэргеля, значит, лучше ничего нет. Так ли это? Проанализируем пауэргель с позиций безопасности, в том числе и экологической.

Прежде всего оценим токсичность входящих в его состав компонентов. Аммиачная селитра, нефтепродукт с эмульгатором — вещества (по ГОСТу) умеренно опасные, нитрит натрия — вещество опасное. Его ПДК составляет 0,05мг/м3. Тиомочевина (NH2)2CS содержит в своем составе серу, что не исключает образование оксидов серы. Роданид натрия (натрия тиоционат) — NaSCN — при температуре более 307°С разлагается на цианистый натрий (яд) и сульфид натрия, а в водном растворе может гидролизовать до синильной кислоты HCN (сильный яд).

Нитрит натрия в нейтральных и слабо кислых средах восстанавливается до оксида азота, а не до молекулярного азота. Даже если оксиды серы, азота, цианид натрия и синильная кислота будут в незначительной концентрации, а нитрит натрия и уксусная кислота не попадут на кожные покровы людей, говорить об экологической чистоте этого взрывчатого вещества не хочется. А преподносится это ВВ общественности, как сертифицированный зарубежной экспертизой экологически чистый продукт.

Украинит-ПМ состоит из аммиачной и кальциевой селитр (72%), сенсибилизатора (ферросилиций или кремний или их смеси) — 7%, эмульгатора с нефтепродуктом — 8% и воды — 13%. Такой рецептурный состав имеет только украинит и тем отличается от известных мировых аналогов, которые в качестве сенсибилизаторов используют либо дорогостоящие микросферы, либо вредный нитрит натрия. Украинит интересен не только своим названием, мы его считаем вполне удачным, потому что это единственное ЭВВ, не содержащее в своем составе аэрирующий агент. Использование в смеси с эмулькомом в качестве сенсибилизатора ферросилиция позволило не только повысить мощность ЭВВ и безопасность, но и снизило себестоимость по сравнению с сенсибилизатором в виде микосфер. При этом украинит-ПМ достаточно подвижен, что позволило использовать без переделок существующие СЗМ «Акватол» для заряжания его в скважины с производительностью 600 кг/мин и обеспечило полное опорожнение бункера и дозатора.

Несмотря на наличие 13% воды, введение высокоэнергетических сенсибилизаторов и повышение содержания нефтепродукта обеспечивает теплоту взрыва 4100 — 4400 кДж/кг. Все компоненты, входящие в рецептуру, относятся к более низким классам опасности (вещества умеренно опасные и мало опасные). Рецептура украинита-ПМ с ферросилицием сбалансирована таким образом, что в продуктах взрыва содержатся минимальное количество вредных газов. При химических реакциях в зоне взрыва широко используется эффект взаимной нейтрализации продуктов распада.

При этом образующиеся силикаты и карбонаты кальция являются центрами конденсации паров воды, что обеспечивает эффект быстрого пылеподавления в облаке взрыва и его осаждения в пределах карьера.

В «Заключении об экологической безопасности эмульсионного взрывчатого вещества «украинит» Института проблем природопользования и экологии НАН Украины указывается: «Украинит из всех применяемых в Украине взрывчатых веществ наиболее экологически безопасен».

Украинит, как и любое другое эмульсионное ВВ, водоустойчив. Тонкая пленка нефтепродукта надежно изолирует каплю окислителя и не пропускает воду.

Теперь рассмотрим, что представляют собой компоненты украинита-ПМ и оценим их с позиций дефицитности. Как уже отмечалось, аммиачная селитра изготавливается в Украине несколькими заводами. Кальциевая селитра производится государственным предприятием «Экоантилед» (Днепродзержинск). Там же будет развернуто производство эмульгатора (проект разработан). При этом для изготовления украинита вполне достаточно той чистоты продуктов, которую обеспечивают заводы-поставщики. Ферросилиций производит Запорожский завод ферросплавов. Кремний изготавливает Запорожский алюминиевый комбинат. Таким образом ничего импортировать не требуется.

Теперь, хотя бы в первом приближении, рассмотрим экономические и социальные аспекты, возникающие при применении пауэргеля и украинита.

По данным «Интервзрывпрома», себестоимость пауэргеля декларируется в пределах 210—290 долл. за тонну. Почему такой разброс цен? Не потому ли что, 210 долл. за тонну — это демпинговая цена на стадии вхождения в рынок. Так что 290 долл. — цифра более реальная с учетом себестоимости компонентов.

Вдобавок в эту цену не включены расходы на оборудование. Если фирма «Орика» захватит в Украине рынок производства ВВ, то к этой сумме неизбежно прибавятся амортизационные отчисления от поставки завода по производству эмульсии. ГОКам придется платить за лизинг СЗМ, их профилактику, обслуживание и ремонт. В какую сумму это выльется, знает только фирма «Орика».

С умилением сообщается, что при использовании пауэргеля 60% акций будет принадлежать Украине. Неужели?! Они, скорее всего, будут принадлежать предприятию со 100-процентными иностранными инвестициями «Интервзрывпром», а, по сути, фирме «Орика». Фирма «Орика» поставит свое оборудование для изготовления эмульсии и смесительно-зарядные машины для приготовления и заряжания в скважины пауэргеля. При этом говорится, что кроме эмульгатора, остальные компоненты будут отечественного производства. Основной из них — аммиачная селитра. В Украине ее производят черкасский, горловский и северо-донецкий и ривненский химические заводы. При этом, несмотря на имеющийся ГОСТ на аммиачную селитру, качество ее различно. Зарубежные фирмы, и в том числе «Орика», не устают повторять, что для приготовления эмульсии должны использоваться только чистые компоненты. Это дает основание для производства отечественных продуктов и импорта компонентов. Поставляя свои смесительно-зарядные машины, фирма «Орика», естественно, будет поставлять к ним и свои запасные части. При этом будет осуществляться строгий контроль за соблюдением технологий, как изготовления самого ВВ, так и заряжания его в скважины. Причин для ввоза компонентов будет предостаточно.

Таким образом, горные предприятия станут заложниками иностранной фирмы. После захвата рынка она перейдет от демпинговых цен, которые предлагаются на стадии вхождения в рынок, к ценам, которые позволят компенсировать все издержки начального этапа. Ко всему следует добавить, что американская фирма захватит ключевые позиции в голове технологического процесса добычи сырой руды и последующего ее передела. В каком положении могут оказаться металлургические предприятия, остается только гадать.

Каковы же экономические и социальные аспекты применения украинита? На стадии испытаний себестоимость украинита-ПМ составляла 300—310 долл. за тонну. Не 380, как пишет О.Шубин. При этом незначительные разовые объемы приготовления эмулькома (около 50 тонн) существенно повышали его себестоимость. При переходе на массовое изготовление эмулькома себестоимость украинита не превысит 280 долл. за тонну. Кроме того, есть возможность существенного снижения цены за счет применения при изготовлении эмулькома плавов аммиачной (95%) и кальциевой (70%) селитр. Это позволит исключить энергозатраты на грануляцию и последующее растворение (как происходит это сейчас). Такие возможности имеет только ГП «Экоантилед», которое располагает необходимым для этого оборудованием. При работе на плавах цена украинита может снизиться до 240—250 долл.

Дальнейшее снижение себестоимости украинита-ПМ возможно за счет перехода на смеси эмулькома ферросилиция и гранулированной аммиачной селитры (обычной, а не пористой, которой нет в Украине). Замена 25% эмулькома дешевой аммиачной селитрой позволит снизить себестоимость украинита еще на 15—20 долл. Такая смесь испытывалась на ИнГОКе в декабре 2000 года. Было взорвано 10 тонн такого ВВ в породах крепостью 18—20 по шкале М.М.Протодъяконова. Получено высокое качество дробления с большим отбросом породы от забоя.

В то же время этот эксперимент показал, что заряжание высоковязкого состава при помощи СЗМ «Акватол» приводит к потере производительности машины до 250 кг/мин, перегреву двигателей и насосов, плохой выгрузке остатков ВВ из бункера и дозатора. О.Шубин, на наш взгляд, ошибочно приписал плохую выгрузку украиниту-ПМ. Применение «тяжелых» ЭВВ связано с использованием специальных СЗМ, которые под такие ЭВВ будут разработаны в Украине, что более предпочтительно, либо заявлены за рубежом.

Теперь об инвестициях в проект украинита. ЗАО «Турстрой-Украина» — национальная коммерческая фирма. ЗАО «Турстрой-Украина» финансирует научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы. Вкладывает средства в реконструкцию действующего на ИнГОКе комплекса приготовления окислителя под выпуск эмулькома. Комплекс эксплуатируется ОАО ППП «Кривбассвзрывпромом». Как и любое другое коммерческое предприятие ЗАО «Турстрой-Украина» должно получать свою долю прибыли, но какой-либо диктат и монополизм здесь исключен, поскольку в проекте участвуют со взаимной выгодой как государственные предприятия, так и коммерческая фирма. При этом появятся дополнительные рабочие места.

«Экоантилед» является госпредприятием и ведет реконструкцию своих мощностей за свой счет. Приготовленный эмульком будет поставляться на накопительные пункты северной и южной групп карьеров и на ИнГОК. Им выбирать, откуда получать эмульком — с ГП «Экоантилед» или из комплекса «Ингулецкий». «Кривбассвзрывпром» при этом только выполняет взрывные работы. Также следует иметь в виду, что в этот общий комплекс входят и предприятия Украины по производству аммиачной и кальциевой селитр, эмульгатора, ферросилиция, средств взрывания, а также транспортники. Во всем этом производственном конгломерате нет монополистов, и это будет способствовать здоровой конкуренции, которая и есть движущей силой технического прогресса. Так что, господин Шубин, наша разработка ближе к реализации, всесторонне апробирована и не она может превратиться в дорогостоящие эксперименты, а программа с пауэргелем, которого в Украине пока взорвано аж два килограмма.