Управление безопасностью при буровзрывных работах в карьерах

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
И. Б. Катанов  
 
 
УПРАВЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТЬЮ  
ПРИ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ 
В КАРЬЕРАХ 
 
 
Учебное пособие 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2021 
 
1 
 
 
 

УДК 622.235:622.271.32  
ББК 33.133:33.22 
К29 
 
 
Печатается по решению  
редакционно-издательского совета 
ФГБОУ ВО «Кузбасский  
государственный технический  
университет имени Т. Ф. Горбачева» 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
кафедра открытых горных работ института геологии и геотехнологии  
Сибирского федерального университета (заведующий кафедрой  
доктор технических наук, профессор А. И. Косолапов); 
кафедра открытых горных работ и электромеханики ФГБОУ ВО «Сибирский 
 государственный индустриальный университет» (заведующий кафедрой  
кандидат технических наук, доцент В. В. Чаплыгин); 
доктор технических наук, член ученого совета  
АО «НЦ ВостНИИ» П. И. Кушнеров 
 
 
 
 
 
Катанов, И. Б.  
К29  
Управление безопасностью при буровзрывных работах в карьерах : 
учебное пособие / И. Б. Катанов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2021. – 164 с. : ил., табл.  
 
 
ISBN 978-5-9729-0763-2 
 
Освещены вопросы управления промышленной безопасностью при выполнении технологических операций по взрывной подготовке горной массы  
к выемке на открытых горных работах. Рассмотрено буровое оборудование 
отечественного и иностранного производства, описана технология изготовления и даны характеристики взрывчатых веществ. Предложена методика безопасного производства взрывных работ, исследованы причины отказов. 
Для студентов, изучающих горное дело, прикладную геологию и разведку 
месторождений твердых полезных ископаемых. Может быть полезно специалистам в области горных и геологоразведочных работ.  
 
 
УДК 622.235:622.271.32  
 
 
ББК 33.133:33.22 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-0763-2 
” Катанов И. Б., 2021 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 
1 
 
 
 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
ПРЕДИСЛОВИЕ ......................................................................................... 6 
 
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ,  
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ .............................................................. 9 
1.1. Основные требования к персоналу для руководства  
и ведения взрывных работ 
........................................................................ 10 
1.2. Общие правила ведения взрывных работ ................................................ 11 
2. БУРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ............................................................. 13 
2.1. Вращательное бурение с режущим инструментом 
................................. 13 
2.2. Станки шарошечного бурения .................................................................. 15 
2.3. Станки ударно-вращательного бурения .................................................. 17 
2.4. «Иностранцы» 
............................................................................................. 18 
2.5. Требования безопасности при бурении скважин 
.................................... 19 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 21 
3. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА 
............................ 22 
3.1. Краткая история создания взрывчатых веществ 
..................................... 22 
3.2. Классификации взрывчатых веществ 
....................................................... 23 
3.3. Основные компоненты промышленных ВВ 
............................................ 28 
3.4. Добавки к аммиачно-селитренным ВВ .................................................... 30 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 31 
4. ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ  
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ................................................................. 32 
4.1. Гранулированные взрывчатые вещества ................................................. 32 
4.2. Водосодержащие взрывчатые вещества .................................................. 40 
4.3. Требования к обустройству стационарных пунктов  
приготовления ВВ ..................................................................................... 50 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 51 
5. УПРАВЛЕНИЕ УСЛОВИЯМИ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ 
....... 52 
5.1. Факторы, определяющие качество подготовки пород  
при взрывной технологии 
......................................................................... 52 
5.2. Горнотехнические и гидрогеологические условия ведения  
взрывных работ ......................................................................................... 57 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 64 
6. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАРЯЖАНИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН ................... 65 
6.1. Конструкции скважинных зарядов 
........................................................... 65 
6.2. Управление процессом заряжания взрывных скважин 
.......................... 68 
6.2.1. Взрывные работы в сухих скважинах ............................................... 68 
6.2.2. Взрывные работы в обводненных скважинах .................................. 70 
3 
 
 
 

6.3. Управление качеством взрывных работ в карьерах 
короткозамедленным взрыванием 
............................................................. 77 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 82 
7. СИСТЕМЫ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВВ 
................................. 83 
7.1. Технология и безопасность огневого  
и электроогневого инициирования зарядов ........................................... 83 
7.1.1. Подготовка средств инициирования ВВ 
......................................... 83 
7.1.2. Патрон-боевик ................................................................................... 85 
7.2. Технология и безопасность инициирования зарядов 
при помощи детонирующего шнура ....................................................... 89 
7.3. Технология и безопасность инициирования зарядов неэлектрическими 
системами инициирования с низкоэнергетическими проводниками  
импульсов 
................................................................................................... 94 
7.4. Электродетонаторы для инициирования зарядов ВВ 
........................... 101 
7.5. Технология инициирования зарядов с использованием электронных  
детонаторов 
.............................................................................................. 108 
7.6. Производство взрывов в карьерах по радиосигналу ............................ 113 
Контрольные вопросы 
......................................................................................... 115 
8. БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ....................... 116 
8.1. Безопасное расстояние по разлету отдельных кусков породы 
 при взрывании скважинных зарядов рыхления .................................. 116 
8.2. Безопасное расстояние для зданий и сооружений  
по сейсмическому действию взрыва 
...................................................... 118 
8.3. Безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны  
на здания и сооружения 
........................................................................... 122 
8.4. Безопасное расстояние по действию УВВ на человека ....................... 124 
8.5. Безопасное расстояние по действию ядовитых газов .......................... 125 
Контрольные вопросы 
......................................................................................... 130 
9. ТИПОВОЙ ПРОЕКТ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ .................... 132 
9.1. Краткая горно-геологическая характеристика  
условий ведения БВР .............................................................................. 132 
9.2. Сопротивляемость вскрышных пород и полезного ископаемого  
взрывному разрушению 
.......................................................................... 132 
9.3. Технологическая характеристика условий ведения БВР ..................... 132 
9.4. Методы и порядок ведения ВР ............................................................... 133 
9.5. Сведения об охраняемых объектах ........................................................ 133 
9.6. Расчет параметров БВР 
............................................................................ 133 
9.7. Определение параметров опасных зон .................................................. 134 
9.8. Организация БВР 
...................................................................................... 134 
9.9. Приложения к проекту 
............................................................................. 134 
9.10. Проект массового взрыва ...................................................................... 135 
9.11. Подготовка массового взрыва 
............................................................... 136 
4 
 
 
 

9.12. Организация проведения массового взрыва 
........................................ 138 
Контрольные вопросы 
......................................................................................... 139 
10. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЗРЫВОВ ............................ 140 
10.1. Некачественная подготовка горной массы 
.......................................... 140 
10.2. Отказы скважинных зарядов 
................................................................. 142 
10.3. Причины отказов при массовых взрывах и их признаки 
................... 143 
10.4. Ликвидация отказов ............................................................................... 143 
Контрольные вопросы 
......................................................................................... 144 
11. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ВМ ........................................................... 145 
11.1. Разновидность методов испытания ВВ 
................................................ 145 
11.2. Определение скорости детонации ........................................................ 145 
11.3. Испытание ВВ на полноту детонации ................................................. 147 
11.4. Испытание ВВ на передачу детонации ................................................ 147 
11.5. Определение работоспособности ВВ 
................................................... 148 
11.6. Определение бризантности ВВ 
............................................................. 150 
11.7. Определение объема и состава газов при взрыве ............................... 151 
11.8. Определение теплоты взрыва ............................................................... 151 
11.9. Определение чувствительности ВВ ..................................................... 153 
11.10. Методы уничтожения ВМ ................................................................... 154 
Контрольные вопросы 
......................................................................................... 154 
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................... 155 
 
ПРИЛОЖЕНИЕ. Пример расчета основных параметров  
короткозамедленного взрывания ...................................... 
156 
 
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ..................................... 159 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 

 
ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
 
Управление промышленной безопасностью это процесс осуществления взаимосвязанных организационных и технических мероприятий с целью предупреждения аварийных ситуаций на опасных 
производственных объектах. С 1 января 2014 года в соответствии  
с п. 3 статьи 11 Федерального закона № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.  
«О промышленной безопасности опасных производственных объектов» организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты (ОПО) I или II класса опасности, обязаны создать систему 
управления промышленной безопасностью (СУПБ) и обеспечивать ее 
функционирование. 
Открытые горные работы по добыче полезных ископаемых  
с применением взрывчатых веществ относятся ко II классу опасности. 
СУПБ предприятий, в т. ч. по добыче полезных ископаемых открытым способом, включает в себя: 
x определение задач и целей организаций, эксплуатирующих 
опасные производственные объекты; 
x прогнозирование и анализ риска аварий на опасных производственных объектах; 
x планирование и полную реализацию мер по снижению риска 
аварий на опасных производственных объектах; 
x координацию работ по предупреждению аварий и инцидентов на ОПО; 
x осуществление производственного контроля за четким соблюдением требований промышленной безопасности; 
x безопасность применения технических устройств на ОПО; 
x участие работников организаций, эксплуатирующих ОПО,  
в разработке и реализации мер по снижению всевозможного 
риска аварий на опасных производственных объектах; 
x информационное обеспечение деятельности в области промышленной безопасности; 
x материальное и финансовое обеспечение мероприятий, которые осуществляются в рамках системы управления промышленной безопасностью. 
6 
 
 
 

Обеспечение безопасного функционирования всех технологических процессов, связанных с проведением буровзрывных работ, основывается на взаимосвязях производственных служб горного предприятия и выполнении требований нормативных документов.  
Основными нормативно-правовым документами, регламентирующими безопасное ведение взрывных работ, являются федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. 
Правила [11] являются обязательными для выполнения организациями, осуществляющими деятельность, связанную с обращением 
взрывчатых материалов промышленного назначения.  
Организации, ведущие взрывные работы (работы с взрывчатыми 
материалами), должны иметь обученный персонал – исполнителей и 
руководителей взрывных работ, имеющих Единые книжки взрывника 
(ЕКВ). Такие организации должны получать разрешение на ведение 
работ с взрывчатыми материалами промышленного назначения. 
Взрывчатые материалы, применяемые при взрывных работах, 
должны иметь разрешение на их применение, выданное федеральным 
органом исполнительной власти в области промышленной безопасности. Все промышленные взрывчатые материалы (взрывчатые вещества, средства инициирования и прострелочно-взрывная аппаратура) 
относятся к 1 классу опасности и разделяются на группы совместимости при хранении и транспортировании, подклассы по чувствительности и классифицируются по условиям применения. 
Документами [11, 17] установлены общие требования к испытаниям и уничтожению взрывчатых материалов, а также требования к 
персоналу для взрывных работ, требования безопасности при применении средств инициирования, общие требования безопасности при 
ведении взрывных работ, требования безопасности по устройству и 
эксплуатации складов взрывчатых материалов и пр. 
Технологический процесс подготовки горных пород к выемке с 
использованием промышленных ВВ является наиболее опасным в 
горном производстве. С ним связано наибольшее количество несчастных случаев и человеческих жертв (таблица).  
Поэтому системой управления промышленной безопасностью 
при проведении буровзрывных работ предусмотрено наличие специальных инструкций, наставлений и правил, без знания и соблюде- 
ния которых нельзя не только вести взрывные работы, но даже иметь 
7 

какое-либо соприкосновение с взрывчатыми веществами и средствами для их инициирования.  
В соответствии с Правилами [11] к руководству взрывными работами допускаются лица, имеющие техническое образование, окончившие специальные учебные заведения или курсы, дающие право 
технического руководства горными и взрывными работами. 
Анализ травматизма при взрывных работах 
Причины 
Количество, % 
легкие 
тяжелые 
смертельные 
1. Поражение осколками породы
из-за несоблюдения безопасных
расстояний
34 
34 
41 
2. Неправильное расположение
и неисправность укрытий
для взрывников
8 
4 
6 
3. Неправильное обращение
с детонаторами
12 
17 
1 
4. Преждевременные взрывы
зарядов
5 
8 
12 
5. Задержка взрывников у зарядов
при 
поджигании 
зажигательных
трубок
10 
3 
12 
6. Преждевременный подход
к месту взрыва
8 
9 
12 
7. Нарушение правил ликвидации
отказавших зарядов
8 
12 
16 
8. Прочие
15
13 
–  
Итого 
100 
100 
100 
К производству взрывных работ допускаются лица, сдавшие экзамены квалификационной комиссии и получившие ЕКВ. После чего 
к самостоятельной работе они допускаются только после прохождения месячной стажировки под руководством опытного взрывника. 
При нарушении правил безопасности взрывник отстраняется  
от производства взрывных работ до проверки знаний. 
Общее руководство взрывными работами на предприятии возлагается на технического руководителя или на лицо, специально установленное приказом. 
8 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ,
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 
Буровзрывные работы – это совокупность технологических 
операций по взрывной подготовке горной массы к выемке, включающих бурение скважин, заряжание их взрывчатым веществом, проведение монтажа взрывной сети, взрывание и оценку результатов 
взрыва. 
Буровые работы – это совокупность технологических операций 
по установке бурового станка на ось скважины, бурению, подъему 
бурового става, перемещению станка на точку бурения следующей 
скважины. 
Буровой станок – это машина для бурения взрывных и горнотехнических скважин различного назначения, а также шпуров при открытой и подземной разработках полезных ископаемых. 
Скважина – это искусственное углубление в горной породе 
диаметром более 75 мм при любой глубине, пробуренное, как правило, буровым станком.  
Шпур – это искусственное углубление в горной породе диаметром менее 75 мм при глубине до 5 м, пробуренное, как правило, бурильным молотком или перфоратором. 
Взрывные работы (ВР) – это совокупность технологических 
операций по подготовке и производству взрыва, в том числе составление проекта взрыва, доставка ВМ на блок, подготовка боевиков и 
заряжание скважин ВВ с установкой в них боевиков, монтаж сети, 
расстановка постов, взрыв и осмотр результатов взрыва.  
Взрывчатое вещество (ВВ) – конденсированное химическое 
вещество или смесь таких веществ, способное при определенных 
условиях под влиянием внешних воздействий (трение, нагревание, 
удар) к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению (взрыву) с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов. 
Взрыв ВВ – чрезвычайно быстрое химическое превращение, при 
котором выделяются тепло и большое количество сжатых газов, способных производить механическую работу разрушения и перемещения среды (воздуха, воды, породы и др.). Для разрушения породы ВВ 
необходимо эффективно расположить в виде заряда.  
9 

Заряд ВВ – определенное количество ВВ, подготовленное  
к взрыву, с подсоединенным к нему средством инициирования (детонатора или промежуточного детонатора). 
Средства инициирования (СИ) – небольшие заряды высокочувствительных ВВ, размещенные в гильзах или оболочках с вмонтированным в них или подсоединенным к ним средством возбуждения 
их детонации от начального импульса (укол, нагрев, луч огня, детонационная волна, трение и т. п.). 
Огнепроводный шнур (ОШ) – спрессованная из дымного пороха 
с пластифицирующими добавками сердцевина, завернутая в нитяные 
оплетки с гидроизоляционной прослойкой. 
Детонатор – средство для возбуждения первоначального импульса детонации (капсюль-детонатор, электродетонатор, электронный детонатор). 
Капсюль-детонатор (КД) – небольшой заряд чувствительных 
инициирующих ВВ, размещенный в гильзе и инициируемый от огнепроводного шнура. 
Электродетонатор (ЭД) – небольшой заряд чувствительных 
инициирующих ВВ, размещенный в металлической гильзе, инициируемый электрическим током. 
Электронный детонатор (ЭДЭЗ) – электродетонатор с микросхемой для управления временем замедления. 
Промежуточный детонатор (ПД) – небольшой заряд или 
шашка из высокочувствительного ВВ, предназначенный для возбуждения детонации основного заряда из менее чувствительного ВВ. 
Патрон-боевик – тротиловая или гексогеновая шашка, патрон 
аммонита 6ЖВ, сибирита, эмульсолита и т. п. с подсоединенным 
средством его инициирования (детонатор, ДШ). 
Ударно-волновая трубка (УВТ) – трубка, на внутренней поверхности которой напылен тонкий слой инициирующего состава, передающего ударную волну, инициирующую детонаторы взрывной сети. 
 
1.1. Основные требования к персоналу  
для руководства и ведения взрывных работ 
Техническое руководство взрывными работами, подразумевающее управление технологическими процессами, связанными с обращением с взрывчатыми материалами на производственных объектах, 
10