Состояние и перспективы развития промышленных взрывчатых веществ в России и за рубежом

УДК 622.235

В. А. Соснин, С. Э. Межерицкий

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ

Ключевые слова: промышленные взрывчатые вещества, эмульсионное взрывчатое вещество, ассортимент взрывчатых

веществ, заводы-изготовители, объем выпуска, рыночная доля.

В статье приведены данные по динамике применения промышленных взрывчатых веществ в России и за рубежом в последнее десятилетие, показан потребляемый ассортимент взрывчатых веществ и объемы его выпуска по основным производителям на местах потребления и специализированными заводами.

Key words: commercial explosives, emulsion explosives, assortment of explosives, manufacturing plants, production volume, market

share.

The article presents data for the last decade on the dynamics of the use of commercial explosives in Russia and abroad. Shows an assortment of explosives and produced volumes of its release by major manufacturers in the field of consumption and specialized plants.

В настоящее время в России в области промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) осуществляют свою деятельность более 1100 организаций (в 2010 г. - 1311), которые эксплуатируют 1350 опасных производственных объектов. Производством промышленных взрывчатых материалов и их распространением занимаются 168 предприятий и организаций различных форм собственности, расположенных в различных регионах России. В их эксплуатации находится 62 стационарных пункта горнодобывающих и других предприятий по изготовлению растворов селитры, эмульсионной матрицы и других компонентов эмульсионных взрывчатых веществ (2012 г. - 51) и 186 комплексов для изготовления и заряжания эмульсионных ПВВ, которые включают смесительно-зарядные машины и доставщики компонентов и матричной эмульсии

(всего 780 комплексов для изготовления всех ПВВ). Динамика потребления ПВВ в России (по данным Ростехнадзора России и научного центра г. Черноголовка) представлена в табл. 1.

Общее количество ПВВ, израсходованных организациями, ведущими взрывные работы, осталось на уровне 2014 года, но по сравнению с 2013 годом снизилось на 103 тыс. т. (9,4%), в то же время применение эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) вот уже три года осуществляется в том же объеме. Значительно снизилась доля заводских ПВВ (на 200 тыс. т, или 38 %), и тротилсодержащие составы в объеме потребления заняли только 9,0 %. Объем ПВВ, изготовленных вблизи мест применения, составил 78,5 %, из них 54,6 % - эмульсионные ВВ.

Таблица 1 - Динамика потребления ПВВ в России

Годы Общий объем, тыс. т ПВВ заводского изготовления, тыс. т ПВВ, изготовленные на местах применения, тыс. т Потребность в разных видах ПВВ, %

всего

водоустойчивые неводоустойчивые

2006 1067 302 77 115 656 394 18,9 64,9

2007 1125 329 40 97 796 397 11,9 70,9

2008 1134 333 30 150 801 414 11,5 70,6

2009 999 229 24 125 770 469 10,0 77,0

2010 1171 324

2011 1407 450

2012 1569 476

2013 1613 531

2014 1527 362

2015 1510 325

Изменения объема потребления ПВВ в России с применения и в специализированных заводах про-

2006 г., а также объема выпуска ПВВ на местах демонстрированы на рис. 1 и 2.

Рис. 1 - Объем потребления ПВВ в России, тыс. т

Рис. 2 - Объем выпуска ПВВ на местах применения и специализированных заводах, тыс. т.

Как следует из диаграммы (рис. 1), потребление ПВВ увеличилось в 1,5 раза по сравнению с кризисным 2009 годом. Анализируя диаграмму выпуска ПВВ на рис. 2, можно сказать, что наблюдается непрерывный рост объемов эмульсионных ПВВ и снижение объемов заводских ПВВ, но доля заводских составляет еще значительную часть - около 22 %. На специализированных заводах также выпускаются ЭВВ, из которых более 50 % получают в патронированном виде, в основном в виде патронов диаметром 90 мм, и меньшую часть -в патронах диаметром 32-36 мм. В последнее время начался выпуск дополнительных детонаторов. Таким образом, если прибавить к объемам эмульсионных ПВВ, выпускаемых на местах применения, выпуск их на заводах, то применение эмульсионных ВВ составит около 55 % и общее количество ПВВ составит уже 87,7% (рис. 3).

Рис. 3 - Выпуск эмульсионных ПВВ на местах применения и в специализированных заводах

В настоящее время сокращаются объемы выпуска заводских ПВВ в основном за счет уменьшения доли тротилсодержащих составов до 9%. Данные по годам приведены в табл. 2, а соотношения

бестротиловых и тротилсодержащих ПВВ представлены на рис. 4. Производство тротила для изготовления гранулированных ПВВ и гранулотола в настоящее время осталось только на 2 заводах.

Таблица 2 - Объемы выпуска бестротиловых и тротилсодержащих ПВВ, тыс. т.

Года ПВВ

Бестротиловые (в т.ч. эмульсионные) Тротил-содержащие

2009 806,0 (469,0) 193,0

2010 1007,0 (611,0) 164,0

2011 1167,0 (720,0) 200,0

2012 1309,0 (794,0) 226,0

2013 1311,0 (830,0) 161,0

2014 1347,0 (820,0) 141,0

2015 1335,0 (825,0) 137,0

Рис. 4 - Соотношения выпуска бестротиловых и тротилсодержащих ПВВ

Применяемый ассортимент ПВВ в России составляют эмульсионные, гранулированные, порошкообразные составы и различные дополнительные детонаторы или шашки. Объем их выпуска по годам представлен в табл. 3 и приведен на рис. 5.

Таблица 3 - Ассортимент ПВВ России в период 2012-2015 гг., тыс. т.

Вид (по физ. форме ВВ) 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г.

Эмульсионные (+заводы): - в т.ч. в патронах 624,0 (794,0) 71,0 670,0 (830,0) 79,1 665,0 (820,0) 78,2 685,0 (825,0) 79,4

Гранулированные смеси АС-ДТ 476,0 420,0 500,0 500,0

Гранулированные заводские 119,0 182,0 63,0 72,0

Порошкообразные заводские: - в т.ч. в патронах 137,0 78,0 130,0 77,0 95,0 58,0 80,0 45,0

Шашки, заряды (завод) 43,0 41,0 39,0 38,0

я ЭВВ на местах  ЭВВ на заводах  Смеси АС-ДТ на местах

Гранулированные заводи Порошки завод  шашки

Рис. 5 - Ассортимент ПВВ в России

Также эмульсионные ВВ изготавливаются на местах применения и на заводах, в льющемся и патронированном виде. Данные об объемах выпуска ЭВВ по годам представлены в табл. 4, а на рис. 6 показан ассортимент ЭВВ, выпущенных в 2015 г.

Таблица 4 - Объемы выпуска ЭВВ на местах и специализированных заводах, тыс. т.

Эмульсионные ВВ 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г.

Общее 794,0 830,0 820,0 825,0

На местах

применения 624,0 670,0 665,0 685,0

На специали-

зированных заводах: 170,0 160,0 155,0 140,0

- в т.ч. в па-

тронах 71,0 79,1 78,2 79,4

Все крупные горнодобывающие предприятия (ОАО "Апатит", АО "Лебединский ГОК", ОАО "Кольская ГМК", ОАО "Ковдорский ГОК", ОАО "Качканарский ГОК "Ванадий", ОАО "Карельский окатыш", АО "Михайловский ГОК", угольные разрезы «Нерюнгринский», «Междуреченский», Бачат-

местах применения  на заводах льющиеся  на заводах патроны

Рис. 6 - Ассортимент ПВВ в 2015 г

ский" и др.) в настоящее время обеспечивают свои потребности во взрывчатых веществах за счет их производства на стационарных пунктах, мини-заводах и в передвижных установках. При этом часто производителями ПВВ являются не горнодобывающие комбинаты, а частные российские или иностранные фирмы. Объемы общего производства ПВВ на местах применения и в специализированных заводах приведены в табл. 5.

Со времени своего основания (1953 год) АО «ГосНИИ«Кристалл» проводил исследования и осуществлял разработку новых взрывчатых веществ и технологических процессов их производства. Институт первым в СССР развернул исследования по разработке отечественных

эмульсионных взрывчатых веществ типа порэмитов, которые пришли на замену гранулотолу и другим тротилсодержащим материалам.

Таблица 5 - Объемы производства ПВВ на местах применения и в специализированных заводах, тыс. т.

Производители ПВВ Выпуск ЭВВ

Предприятия-потребители, изготавливающие ПВВ на местах применения АО «Нитро-Сибирь» 343 214

АО «Азот-взрыв» 275 220

АО «Михайловский ГОК» (ООО УК «Металлоинвест») 50 46

Фирма «Орика» 64 64

Фирма «Максам» 62 62

АО «Лебединский ГОК» 40 37

Промтехвзрыв (ОАО «Ураласбест») 18 14

Взрывпромстрой-инжиниринг 8 8

Другие 385 20

Всего 1185 685

Специализированные заводы ОАО «Знамя» 104 68

ФКП «Завод имени Я.М. Свердлова» 85 -

ФКП «Бийский олеумный завод» 50 25

ФГУП ДВПО «Восход» 37 16

ОАО «Промсинтез» 25 12

АО «Калиновский химический завод» 18 10

"Производственное объединение "Прогресс" 14 14

Всего 333 145

В начале 80-х годов в СССР была поставлена задача по разработке и внедрению ПВВ на местах применения, и головным институтом по решению этой задачи был назначен ГосНИИ «Кристалл». Институт в 1983-1986 гг. на основе анализа мирового опыта провел комплекс исследований, в результате которых в конце 1987 г. было запущено первое промышленное производство отечественных эмульсионных взрывчатых веществ под торговой маркой «порэмит». Постановлением СМ СССР № 63-12 от 25.01.89 г. и приказом ММ было принято решение по освоению производств эмульсионных и гранулированных ПВВ на местах применения на 50 горных предприятиях. Это позволило начать производство отечественных эмульсионных ПВВ в СССР, и до 1990 года было введено четыре отечественных промышленных производства порэмита по технологии «ГосНИИ«Кристалл»: два заводских производства (ОАО "Знамя" г. Киселевск, ЗАО

"Кузбассэмульсия", г. Кемерово на ПО"Прогресс") и два прикарьерных стационарных пункта (ОАО "Апатит", ОАО "Ураласбест"). В настоящее время в России по технологии АО «ГосНИИ «Кристалл»

эксплуатируется 12 промышленных производств ЭВВ, в том числе запущено производство ЭВВ в Украине, Таджикистане и Казахстане.

Таблица 6 - Основные характеристики отечественных

Из табл. 6 видно, что по основным физико-химическим и взрывчатым показателям зарубежные и российские эмульсионные составы ПВВ находятся на одном уровне.

и зарубежных льющихся эмульсионных ПВВ

Наименование ВВ Марка ВВ Характеристики

Теплота взрыва, ккал/кг Концентрация энергии^ ккал/дм Плотность заряжания, кг/м3 Скорость детонации, км/с Газовая вредность л/кг

Гранулотол 980 980 1000 5,0 - 5,2 275

Игданит 920 820 900 2,2 - 2,7 45

ГосНИИ «Кристалл»

Порэмит 1 ИМ-Н 689 861 1250 4,9 - 5,2 12,2

ИМ-К 693 865 1250 4,9 - 5,2 12,4

МТ-Н 709 885 1250 4,9 - 5,2 11,8

МТ-К 726 908 1250 4,9 - 5,2 12,0

Порэмит 1А - 720 900 1200 4,9 - 5,1 40

Порэмит М 4А 870 1130 1300 4,8 - 5,1 42

8А 1040 1400 1350 4,9 - 5,3 54

Гранэмит И-30 800 1080 1350 4,9 - 5,2 38

И-30П 801 1041 1300 5,0 - 5,5 32

И-50 835 1170 1400 4,8 - 5,2 36

И-50А 814 1140 1350 4,0 - 4,8 36

И-50П 835 1169 1400 4,8 - 5,4 34

И-70 870 1130 1300 3,5 - 4,6 34

Другие фирмы России

Эмульсолит - 690 862 1250 4,6-5,2 30

А-20 710 923 1300 4,1-5,1 24-47

АС-25П 800 1080 1350 4,6-4,8 24-47

Амфорэм АП 690 862 1250 4,2-5,3 -

Эмулогран Э-30 740 962 1300 4,0-5,1 -

Э-50 790 1066 1350 4,0-4,8 -

Сибирит 1000 690 862 1250 4,4-5,2 -

1200 720 864 1200 4,3-5,1 -

2500 РЗ 810 1053 1300 4,6-5,3 -

Нитронит Э-20 852 - 900-1050 4,2-4,7 11

Э-30 830 - 1000-1200 4,3-4,7 11

Э-50 784 - 1100-1300 4,3-4,8 15

Зарубежные фирмы

Иремекс Ирегель - 658-750 730-804 822-937 912-1005 1170-1320 1250 4,2-5,2 4,1-4,5 -

Сларрит - 690 863 1250 4,4-5,2 -

Тован - 725 - 1200 4,1-5,1 -

Тован 25\75 862 - 1200 4,1-5,1 -

Тован 60\40 798 - 1200 4,1-5,1 -

Эмулит ВЭТ 300 790 1027 1300 4,3-5,3 -

ВЭТ 500 810 1092 1350 4,2-5,0 -

ВЭТ 700 860 1118 1300 4,0-4,5 -

Э-70 739 - 1150-1250 4,2-4,7 20

Колымит Б 25\75 815 - 1240-1280 - 70

Б 60\40 796 - 1200-1240 - 40

М 724 - 1100-1150 - 40

Мировое потребление ПВВ

Основной объем потребления ПВВ во всем мире приходится на добычу полезных ископаемых, и рост их добычи определяет объем выпуска ПВВ. На ос-

новании данных Геологической службы США (USGS) по динамике добычи полезных ископаемых в мире крупнейшей страной в этой области стал Китай. Например, в Китае угля добывается

3 680 млн. т. (46,6% от общемировой добычи), со значительным отставанием на втором месте находятся США с добычей 892,6 млн. т. (11,3%), а на третей позиции Индия - 605,1 млн. т (7,66%). Данные по добыче основных полезных ископаемых приведены в табл. 7.

Таблица 7 - Динамика добычи основных полезных ископаемых в мире, млн. т

Страна Уголь Железная руда

2010 г. 2015 г. 2010 г. 2015 г.

КНР 2550 3680 900 1500

США 980 892 50 65

Индия 452 605 260 260

Австралия 323 478 400 660

Индонезия 231 421 15 35

Россия 240 347 100 100

ЮАР 244 257 55 55

Германия 180 190 - -

Бразилия 10 8 370 370

личив объем их выпуска почти в 2 раза. США и Канада также нарастили мощности производства ПВВ до 3,4 млн. т в год. Эти страны суммарно выпускают более половины всех взрывчатых веществ в мире. Россия с объемом производства ПВВ 1,51 млн. т находится на уровне стран Южной Америки, Африки и Австралии. Все Европейское сообщество производит и применяет ежегодно только около 540 тыс. т ПВВ в год. Динамика выпуска ПВВ в мире представлена в табл. 8.

Таблица 8 - Динамика выпуска ПВВ в мире

Развитие мирового производства ПВВ, согласно данным USGS, показывает, что США в настоящее время производят 26 % ПВВ от общего объема в мире, Социалистическая Азия (при этом большинство потребления приходится на Китай) несколько больше - на уровне 37%, далее Россия, Центральная и Южная Америки и Африка. В данном случае очевидно, что США и Канада в последнее время несколько сдали позиции по объемам выпуска ПВВ в мире (с 39 до 26 %), хотя их собственные объемы выпуска выросли более чем на 1 млн. т: с 2,5 млн. т. в 2001 году (2004 г. - 2,52 млн. т., 2007 г. - 3,15 млн. т., 2010 г. - 3,4 млн. т.) до 3,6 млн. т. в 2015 году. Преобладающее развитие и резкий скачок объемов производства ПВВ показали Китай, Юго-Восточная Азия, Центральная и Южная Америка, и они остаются регионами с наибольшим потенциалом роста ПВВ в будущем.

Рынок промышленных взрывчатых веществ в Европе без СНГ является относительно небольшим по международным стандартам и в горнорудной промышленности составляет всего 500 тыс. т. По ассортименту объем потребления западноевропейского региона (Еи-27) состоит из 52% AN-FO, 33 %

В большинстве стран более 50% объема применяемых ПВВ расходуется на добычу угля, и этим определяется выпуск и ассортимент ПВВ. Добыча угля в крупнейших угледобывающих странах, по данным Национальной горной статистики Китая /National Bureau of Statistics of China// BPSta-tistical Review of World Energy, 2014, представлена на рис. 7.

Рис. 7 - Добыча угля в крупнейших угледобывающих странах, млн. т.

Анализ тенденций в мире по добыче полезных ископаемых и рынка ПВВ, представленный Геологической службой США (USGS), и основных географических рынков ПВВ ^1А) за 15-летний период (2001-2015 гг.), таких как США, Канада, Япония, Франция, Германия, Великобритания, Италия, Испания, Азия, Латинская Америка, Ближний Восток и Африка, показал, что объем производства ПВВ в 2015 году составляет около 14 млн. т. Крупнейшими производителями и потребителем ПВВ являются Китай и США. Впечатляет рост потребления ПВВ в Китае, где в течение последнего десятилетия объем национального производства взрывчатых веществ значительно возрос и составил 3,7 млн. т. в год, уве-

Страна Годы

2001

Северная Америка

Азия и Средний Восток

Австралия 1,1 1,3 1,6

Россия 0,62

Центральная и Южная Америка 0,64

Африка 0,60

Европейское сообщество

Океания 0,25

Юго-Восточная Азия 0,25

Юго-Западная Азия 0,26

СНГ

Средний Восток - 0,15

Мексика - 0,06

Япония - 0,04

Всего 7,61 11,94 15,33

эмульсии и 15 % динамитов. Если учесть, что в других секторах промышленности используется около 8 % всего объема ПВВ, то потребление западноевропейского региона составит около 540 тыс. т.

Аналогичная ситуация по ассортименту ПВВ и в США, где по данным Института производителей взрывчатых веществ (1МЕ) потребление ПВВ при добыче добыча угля составило 68-70%, разработке карьеров и неметаллических рудников - 13 %, в горнорудной промышленности - 8 %, строительстве - 8 %, и других отраслях - 3 %. Вследствие этого в США наблюдается значительно большой объем применения простейших смесей AN-FO на некоторых угольных месторождениях - до 80-85%, которые и составляют основной ассортимент применяемых ПВВ в США.

Данные GIA западноевропейского рынка представлены в табл. 9.

Таблица 9 - Данные GIA западноевропейского рынка ПВВ, тыс. т.

Страна Польша Чехия Германия Швеция Италия Испания Словакия Остальные Всего

Коли-

180 100 40 35 20 20 20 85 500

чество

эмульсионных взрывчатых составов и смесей АЫ-FO и в настоящее время эта величина составляет около 14 млн. т. Аналогичная тенденция наблюдается и в России, где объем применения ПВВ за 10 лет увеличился более чем в 2 раза и составляет около 1,5 млн. т., из которых более 80 % изготавливается на местах применения.

Перспективы развития ПВВ

1. Продолжится внедрение модульных и контейнерных установок для производства эмульсионных ПВВ на открытых горных работах в горнодобывающей промышленности, на существующих и вновь строящихся предприятиях

2. Необходима разработка и внедрение эмульсионных составов для механизированного заряжания шпуров и скважин на подземных работах с целью повышения безопасности и эффективности взрывных работ, и создание технологии и установки для их получения и заряжания (опыт применения фирмы «Орика» на АО «Апатит»).

3. Завершить разработку и внедрение безопасных и невыгорающих эмульсионных составов для шахт, опасных по газу и пыли. (проведены с положительным результатом промышленные испытания порэмита на шахте «Распадская).

4. Предполагается более широкое промышленное освоение эффективных патронов малого диаметра взамен тротилсодержащего аммонита 6ЖВ и дешевых и безопасных промышленных детонаторов на основе эмульсионных ВВ, что позволит создать безопасную систему взрыва.

5. Для исключения импортного сырья при изготовлении основного компонента эмульгатора для получения эмульсионных взрывчатых веществ необходима разработка технологии, оборудования и установки получения полиизобутилена низкого давления.

6. На горных предприятиях, особенно в угольной промышленности, предполагается увеличение объемов потребления смесей АС-ДТ на пористой селитре, для чего запущено импортное производство пористой селитры на МХК «Еврохим».

7. В ближайшее время необходимо осуществить внедрение маркирования промышленных ВВ в соответствии с техрегламентом с целью их

Исходя из вышеизложенного очевидно, что во обнаружения и антитеррора.

всем мире увеличивается объем применения промышленных ПВВ в основном за счет внедрения

© В. А. Соснин - доктор техн. наук, начальник отдела, главный конструктор по направлению ПВВ, АО «ГосНИИ «Кристалл»; С. Э. Межерицкий - канд. техн. наук, генеральный директор АО «ГосНИИ «Кристалл», kristall@niikristaU.ru.

Как следует из представленных данных, наибольший объем потребления ПВВ наблюдается в Польше (около 180 тыс. т.) и Чехии (около 100 тыс. т.), а в остальных странах объем составляет от 20 до 40 тыс. т.

Крупными потребителями ПВВ из бывших стран СНГ является Украина с объемом потребления 140 тыс. т. и Казахстан - около 100 тыс. т. Выпуск ПВВ странами бывшего Советского Союза представлен в табл. 10.

Таблица 10 - Выпуск ПВВ странами бывшего Советского Союза, тыс. т.

Страна 2015 г.

Россия 1510

Украина 140

Казахстан 100

Узбекистан 80

Белоруссия 10

Всего 1840

© V. A. Sosnin - doctor of technical sciences, Chief of department of commercial explosives, JSC "GosNII "Kristall"; S. E. Mezhe-ritskii - candidate of technical sciences, general director JSC "GosNII "Kristall".