Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые нашли способ сделать взрывы в шахтах безопасными с помощью соли
Современное сельское хозяйство невозможно представить без минеральных агрохимикатов, необходимых для выращивания овощей, фруктов, ягод и злаков. Их производство основано на переработке калийных солей. Однако добыча этих полезных ископаемых сопряжена с серьезными рисками. Ученые Пермского Политеха и УрО РАН совместно с учеными ВостНИИ нашли способ безопасно использовать мощные и дешевые взрывчатые вещества при добыче калийных солей, где велик риск взрыва метана. Они выяснили, что частицы самой каменной соли, в которой происходит взрыв, действуют как природный пламегаситель, предотвращая воспламенение газа.
Агрохимикаты — специальные вещества, содержащие питательные элементы, необходимые для роста и развития растений. Они широко применяются в сельском хозяйстве для повышения урожайности культур. Особое значение среди минеральных удобрений имеют калийные, основой для производства которых служит природный хлорид калия. Согласно данным Минприроды России, около 95% мировой добычи этих солей направляется именно на изготовление удобрений.
Такие ископаемые ресурсы добывают из недр земли в калийных месторождениях и перерабатывают на горно-обогатительных комбинатах. Хлорид калия играет важную роль в жизни растений — он регулирует водный баланс, усиливает устойчивость культур к засухе и болезням и улучшает качество плодов, особенно таких требовательных, как картофель, сахарная свекла, подсолнечник и плодовые растения, азотные подкормки стимулируют рост зеленой массы растений, повышают содержание белка в зерне и значительно увеличивают урожайность.
Добыча сырья для минеральных удобрений представляет собой сложный и опасный производственный процесс, требующий строгого соблюдения мер безопасности. В шахтных условиях работники сталкиваются с множеством угроз: постоянным риском обрушения горных массивов, скоплением взрывоопасных газов и недостатком кислорода. Разработка месторождений калийных солей осуществляется в основном механизированными способами с помощью добычных комбайнов, иногда для ведения вспомогательных операций используют взрывные работы с использованием предохранительных взрывчатых веществ.
Согласно статистике Ростехнадзора, почти четверть (23,6%) всех аварийных ситуаций в горнодобывающих предприятиях связаны с детонацией метановоздушных смесей, что нередко влечет за собой тяжелые последствия.
Поэтому для предотвращения таких трагедий на шахтах чаще всего используют специальные предохранительные взрывчатые вещества. Это специальные составы, разработанные для безопасной эксплуатации в шахтах с повышенным содержанием горючих газов. Их ключевая особенность — способность разрушать породу, не вызывая воспламенения взрывоопасной атмосферы. Однако их применение сопряжено с экономическими и технологическими сложностями. Главная проблема заключается в их пониженной мощности — для достижения необходимого эффекта разрушения породы приходится использовать большее количество зарядов или проводить дополнительные взрывные работы, что существенно увеличивает временные затраты и общую стоимость добычи.
Кроме того, сам процесс производства такого взрывчатого вещества значительно сложнее и дороже — необходимо вводить специальные ингибиторы (замедляют или останавливают химические реакции, не давая метану загореться) и пламегасители (охлаждают взрыв и «тушат» пламя, как песок костёр), соблюдать строгие параметры состава, что приводит к удорожанию конечного продукта в 2-3 раза по сравнению с обычными взрывчатыми веществами. Эти факторы в совокупности делают традиционные предохранительные детонирующие составы менее выгодными с экономической точки зрения, особенно при масштабных горных работах, где на первый план выходят вопросы производительности и себестоимости добычи полезных ископаемых.
Однако ученые Пермского Политеха совместно с учеными УрО РАН и ВостНИИ провели испытания по возможности применения непредохранительных взрывчатых веществ в условиях калийной руды. Они обнаружили и доказали экспериментом, что сама каменная соль, в которой производится взрыв, выступает в роли природного огнетушителя.
— В процессе исследований были сымитированы опасные шахтные условия на поверхности в специальных камерах, заполненных метаном с концентрацией 9,5% — уровнем максимальной взрывоопасности. Результаты показали: для полного подавления воспламенения масса солевой оболочки должна превышать массу взрывчатки в 1,5–2,6 раза. В калийном руднике весь взрываемый массив состоит из соли, — рассказал Алексей Исаевич, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых», доктор технических наук.
При проведении экспериментов оказалось, что мелкие частицы соляного массива, которые переходят после взрыва во взвешенное состояние, являются пламегасителями, не позволяющими метану воспламениться. В дальнейшем это позволит оптимизировать буровзрывные работы в газоопасных шахтах.
Применение более мощных и дешевых взрывчатых составов вместо специализированных предохранительных средств обеспечит значительную экономию. Одновременно повысится эффективность разрушения пород благодаря использованию энергоемких веществ, что ускорит процесс добычи. Безопасность работ при этом будет сохраняться на должном уровне, что критически важно для газоопасных калийных шахт.
Статья опубликована в журнале «Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно