RU2815668C1 - Method of destruction of wastes by explosion - Google Patents

Method of destruction of wastes by explosion Download PDF

Info

Publication number
RU2815668C1
RU2815668C1 RU2023124116A RU2023124116A RU2815668C1 RU 2815668 C1 RU2815668 C1 RU 2815668C1 RU 2023124116 A RU2023124116 A RU 2023124116A RU 2023124116 A RU2023124116 A RU 2023124116A RU 2815668 C1 RU2815668 C1 RU 2815668C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste
explosive
wastes
containers
charge
Prior art date
Application number
RU2023124116A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Артурович Добрынин
Елена Александровна Добрынина
Иван Александрович Добрынин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
Application granted granted Critical
Publication of RU2815668C1 publication Critical patent/RU2815668C1/en

Links

Abstract

FIELD: explosives.
SUBSTANCE: invention relates to the field of explosive materials (EM) application and can be used for destruction of wastes, including hazardous, medical, at the facilities of mining enterprises, where blasting operations are carried out. Method for destruction of hazardous wastes at mining enterprises by means of detonation using an explosive charge involves placing wastes in a container. Containers are placed inside the EM charge or around the EM charge in contact with it in the near zone of the explosion, which is up to 10–15 radii of the EM charge, wherein the EM used is an individual EM or a mixture of EM. Combustible components chemically compatible with waste, i.e. oil products, alcohols, metal powders or their alloys or oxidising agents – saltpetre, or together an oxidising agent or oxidising agents and combustible component or combustible components – are added to a container with wastes. Method is carried out in the charging cavity of the well or in the mine working with the possibility of rock crushing. Containers used are containers, capsules, sleeves or shells made of materials that are destroyed during detonation of EM together with wastes. Wastes containing metals, rare-earth elements or other substances are placed in mines of those mining enterprises where minerals, ores of these metals, elements or other substances are extracted.
EFFECT: improvement of ecological situation due to absence of necessity to place wastes, burial and creation of equipment, as well as special production facilities for wastes processing.
4 cl

Description

Изобретение относится к способам уничтожения взрывом отходов, включающих токсичные промышленные, медицинские и другие опасные отходы, и может быть использован в местах, где ведутся взрывные работы с применением зарядов конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) твёрдых или жидких. The invention relates to methods for the destruction by explosion of waste, including toxic industrial, medical and other hazardous waste, and can be used in places where blasting operations are carried out using charges of condensed explosives (explosives) solid or liquid.

Известен способ изготовления ВВ путём смешивания отходов с бризантным ВВ, включающий подбор и измельчение необходимых компонентов для создания каждой конкретной рецептуры. [Патент РФ №2136640, М.Кл.С06В 47/14, F42D 5/04 от 29.06.1992 г.]There is a known method for producing explosives by mixing waste with high explosives, including selecting and grinding the necessary components to create each specific recipe. [RF Patent No. 2136640, M.Kl.S06V 47/14, F42D 5/04 dated June 29, 1992]

Недостатком данного способа является то, что для каждого конкретного случая следует заранее подбирать компоненты для формирования конкретного состава, т.е. любые отходы не подойдут. При этом отходы необходимо переработать до требуемых: формы, фракций, агрегатного состояния и др., т.е. следует выполнить слишком много условий, что возможно только в затратных, непростых условиях опасного производственного объекта (ОПО). При этом, для обеспечения загрузки ОПО предполагается складирование, хранение разных опасных компонентов, в т.ч. бризантных ВВ, которые необходимы для изготовления требуемых ВВ (водоустойчивых или неводоустойчивых) по разным, предлагаемым рецептурам, т.е. существует риск аварий или иных инцидентов при эксплуатации ОПО. Что касается использования многих токсичных, в т.ч. медицинских отходов, то данный способ для этого не пригоден.The disadvantage of this method is that for each specific case the components must be selected in advance to form a specific composition, i.e. any waste will not work. In this case, the waste must be processed to the required form, fractions, state of aggregation, etc., i.e. Too many conditions must be met, which is only possible in the costly, difficult conditions of a hazardous production facility (HPF). At the same time, to ensure the loading of hazardous materials, warehousing and storage of various hazardous components are expected, incl. high explosives, which are necessary for the manufacture of the required explosives (water-resistant or non-water-resistant) according to various proposed recipes, i.e. there is a risk of accidents or other incidents during the operation of hazardous production facilities. Regarding the use of many toxic substances, incl. medical waste, then this method is not suitable for this.

Известен способ уничтожения хлорорганических отходов, для реализации которого отходы, в определённом соотношении, следует смешать с нейтрализующей добавкой, в качестве которой используют нитрат щелочного металла, или кальция, или нафталят натрия и промышленным ВВ. [Патент РФ №2232614, М.Кл.А62D 3/00; B09B 3/00;F23G 7/00;F42D 5/04 от 09.04.2003г.]There is a known method for the destruction of organochlorine waste, for the implementation of which the waste, in a certain ratio, should be mixed with a neutralizing additive, which is used as alkali metal or calcium nitrate, or sodium naphthalate and industrial explosives. [RF Patent No. 2232614, M.Kl.A62D 3/00; B09B 3/00;F23G 7/00;F42D 5/04 from 04/09/2003]

К недостаткам следует отнести как и в предыдущем способе возникновение необходимости в создании ОПО со сложным технологическим процессом подготовки компонентов и формирования смесевого ВВ, который не пригоден для уничтожения большинства токсичных отходов, в т.ч. медицинских. The disadvantages include, as in the previous method, the need to create a hazardous production facility with a complex technological process for preparing components and forming a mixed explosive, which is not suitable for the destruction of most toxic waste, incl. medical.

Известен способ утилизации твёрдых токсичных промышленных отходов включающий смешение отходов, представляющих собой окислитель или восстановитель, [Патент РФ № 2315945 М.Кл. F42D 5/00; C06B 21/00; F23G 5/00 от 21.03.2005г.]A known method for recycling solid toxic industrial waste involves mixing waste that is an oxidizing agent or a reducing agent [RF Patent No. 2315945 M.Cl. F42D 5/00; C06B 21/00; F23G 5/00 dated 03/21/2005]

К недостаткам данного способа относится то, что при утилизации твёрдых токсичных промышленных отходов включающих смешение отходов, представляющих собой окислитель или восстановитель, что не всегда просто определить в практике, тем более оперативно, с реагентом-окислителем или восстановителем в конденсированном состоянии в соотношении, обеспечивающем протекание экзотермической реакции, и осуществление взрывного горения в адиабатическом режиме во фронте самораспространяющейся химической реакции. При этом требуются дополнительные, вещества для регулирования теплоты реакции и др., в качестве которых используют перекись бария или нитрит натрия, а в качестве катализатора взрывного горения используют соли лития, кобальта, марганца, меди, железа. Кроме того, при смешении отходов дополнительно вводят гелеобразователь из ряда: карбоксиметилцеллюлоза, полиметакриловая и полиакриловая кислота, а смесь превращают в гель добавлением солей кальция или магния и, ещё дополнительно вводят шлакообразующие добавки в виде карбоната кальция или магния в количестве, эквивалентном содержанию галогенов в смеси. При этом как и в предыдущих способах, опять требуется ОПО и сложный процесс подбора, подготовки компонентов и формирования смеси для реализации взрывного горения, т.е. это даже не детонации, способ сложен с точки зрения реализации, контроля и поддержания требуемых параметров технологического процесса и не пригоден для уничтожения большинства токсичных отходов.The disadvantages of this method include the fact that when recycling solid toxic industrial waste involves mixing waste that is an oxidizing or reducing agent, which is not always easy to determine in practice, especially quickly, with an oxidizing or reducing agent in a condensed state in a ratio that ensures the flow of exothermic reaction, and the implementation of explosive combustion in an adiabatic mode at the front of a self-propagating chemical reaction. In this case, additional substances are required to regulate the heat of reaction, etc., for which barium peroxide or sodium nitrite is used, and salts of lithium, cobalt, manganese, copper, and iron are used as a catalyst for explosive combustion. In addition, when mixing waste, a gelling agent is additionally introduced from the following series: carboxymethylcellulose, polymethacrylic and polyacrylic acid, and the mixture is converted into a gel by adding calcium or magnesium salts and, additionally, slag-forming additives are introduced in the form of calcium or magnesium carbonate in an amount equivalent to the halogen content in the mixture . In this case, as in previous methods, again a hazardous production facility and a complex process of selecting, preparing components and forming a mixture are required to implement explosive combustion, i.e. This is not even detonation; the method is complex in terms of implementation, control and maintenance of the required process parameters and is not suitable for the destruction of most toxic waste.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ цикличного разрушения отходов, размещаемых в реакторе, термодинамическим воздействием на него ударной волны, попадающей в реактор из трубы, в которой создаются условия детонационного горения тройной взрывчатой смеси (природный газ, кислород, вода) - смесевого ВВ, при этом, «позади фронта детонационной волны температура подскакивает до 3000°С, а давление - до 12 атмосфер» [Патент РФ №2672244 М.Кл. F42D 5/00; C06B 21/00; F23G 5/00 (прототип)]. The closest in technical essence and achieved result is a method of cyclic destruction of waste placed in a reactor by the thermodynamic effect on it of a shock wave entering the reactor from a pipe in which conditions for detonation combustion of a triple explosive mixture (natural gas, oxygen, water) are created - mixed The explosive, at the same time, “behind the front of the detonation wave, the temperature jumps to 3000°C, and the pressure to 12 atmospheres” [RF Patent No. 2672244 M.Cl. F42D 5/00; C06B 21/00; F23G 5/00 (prototype)].

Недостатком данного способа является то, что необходимо создавать и обслуживать ОПО с опасным технологический процессом и постоянно расходовать природный газ, кислород и воду, что затратно. The disadvantage of this method is that it is necessary to create and maintain hazardous production facilities with a dangerous technological process and constantly consume natural gas, oxygen and water, which is costly.

Кроме того, температура и давление, которые могут быть в трубе, сразу за фронтом детонационной волны не будут иметь значения, заявляемые авторами изобретения, непосредственно в реакторе, куда приходит ударная волна и продукты сгорания. Сравнительно слабая ударная волна объясняется тем, что взрывается не конденсированное ВВ, а газовая смесь. Температура в реакторе, скорее всего, будет иметь значение меньше 1000 К, т.к. в воздушной среде она резко падает, а при таких условиях нет гарантии, что все токсичные, в т.ч. медицинские отходы, будут уничтожаться, дезактивироваться, поэтому шлак, который придётся удалять из реактора и куда-то девать, может оставаться токсичным, опасным отходом.In addition, the temperature and pressure that may be in the pipe, immediately behind the front of the detonation wave, will not have the values claimed by the authors of the invention, directly in the reactor, where the shock wave and combustion products arrive. The relatively weak shock wave is explained by the fact that it is not a condensed explosive that explodes, but a gas mixture. The temperature in the reactor will most likely be less than 1000 K, because in the air it drops sharply, and under such conditions there is no guarantee that everything is toxic, incl. medical waste will be destroyed and decontaminated, so the slag, which will have to be removed from the reactor and disposed of somewhere, may remain toxic, hazardous waste.

Технической задачей изобретения является расширение арсенала технических средств в области уничтожения отходов, в т.ч. опасных отходов, медицинских и других, снижение расходов на их обеззараживание, уничтожение, а также улучшение экологической обстановки за счёт отсутствия необходимости их размещения, захоронения и создании оборудования, а также специальных производств по переработке отходов. The technical objective of the invention is to expand the arsenal of technical means in the field of waste disposal, incl. hazardous waste, medical and other, reducing costs for their disinfection, destruction, as well as improving the environmental situation due to the absence of the need for their placement, burial and the creation of equipment, as well as special waste processing facilities.

Указанная цель достигается посредством уничтожения отходов взрывом заряда конденсированного ВВ при непосредственном контакте с отходами.This goal is achieved through the destruction of waste by the explosion of a charge of condensed explosives in direct contact with the waste.

Технический результат достигается тем, что в способе уничтожения отходов, включающем ВВ, отходы и детонацию, отходы располагают внутри взрывчатого вещества или снаружи его в ближней зоне действия взрыва – до 10-15 радиусов заряда ВВ, при этом взрывчатое вещество концентрированное смесевое или индивидуальное, или смесь взрывчатых веществ, кроме того заряд ВВ с отходами формируют в зарядной полости, выработке, в составе которой используется для дробления горных пород, отходы в заряде ВВ и снаружи его располагают за пределами участка инициирующей ударной волны и зоны дефлаграции ВВ, сами отходы располагают в контейнере, капсуле (капсулах), рукаве или другой оболочке (полости) из материалов, которые уничтожаются во время взрыва вместе с отходами, при этом отходы располагают так, что толщина слоя ВВ с любой стороны от них, составляет не менее величины предельного диаметра детонации ВВ, используемого в заряде. Кроме того отходы располагают таким образом, что с одной стороны к отходам примыкает прочная преграда - основание, плита, стена, поверхность зарядной выработки (скважина, шпур и др.), например, скальная порода, металл, металлопластик, бетон, железобетон или другие крепкие материалы. В заряде используют несколько видов (типов, марок) концентрированных ВВ, а в контейнер, капсулу (капсулы), рукав, или другую оболочку с отходами добавляют, химически совместимые с ними, горючие компоненты, например, нефтепродукты, спирты или порошки металлов (алюминий, магний, ферросилиций или др.) или окислители, например, селитры, или совместно окислитель и горючее, или окислители и горючие, а отходы содержащие металлы, редкоземельные элементы или другие вещества, размещают в зарядных выработках тех горных предприятий, где добываются минералы, руды этих металлов, элементов или других веществ.The technical result is achieved by the fact that in the method of waste destruction, including explosives, waste and detonation, the waste is located inside the explosive or outside it in the near zone of the explosion - up to 10-15 radii of the explosive charge, while the explosive is a concentrated mixed or individual, or a mixture of explosives, in addition, an explosive charge with waste is formed in a charging cavity, a working in which it is used for crushing rocks, the waste in the explosive charge and outside it is located outside the area of the initiating shock wave and the explosive deflagration zone, the waste itself is placed in a container , capsule(s), sleeve or other shell (cavity) made of materials that are destroyed during an explosion along with waste, wherein the waste is positioned so that the thickness of the explosive layer on either side of it is not less than the maximum detonation diameter of the explosive, used in the charge. In addition, the waste is placed in such a way that on one side the waste is adjacent to a strong barrier - a base, slab, wall, surface of a charging excavation (well, borehole, etc.), for example, rock, metal, metal-plastic, concrete, reinforced concrete or other strong materials. Several types (types, brands) of concentrated explosives are used in the charge, and flammable components, for example, petroleum products, alcohols or metal powders (aluminum, magnesium, ferrosilicon, etc.) or oxidizing agents, for example, nitrate, or together an oxidizing agent and a fuel, or oxidizing agents and a fuel, and waste containing metals, rare earth elements or other substances is placed in the charging workings of those mining enterprises where minerals, ores of these metals, elements or other substances.

Способ реализуется следующим образомThe method is implemented as follows

1. Способ уничтожения опасных отходов, включающий взрывчатое вещество, отходы и детонацию, отличающийся тем, что отходы располагают внутри взрывчатого вещества или снаружи его в ближней зоне действия взрыва – до 10-15 радиусов заряда ВВ, при этом используют взрывчатое вещество концентрированное смесевое или индивидуальное, или смесь взрывчатых веществ.1. A method for the destruction of hazardous waste, including an explosive, waste and detonation, characterized in that the waste is located inside the explosive or outside it in the near zone of the explosion - up to 10-15 radii of the explosive charge, while using a concentrated mixed or individual explosive , or a mixture of explosives.

2. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что заряд ВВ с отходами располагают в зарядной полости, выработке и используют для дробления горных пород.2. The method for destroying hazardous waste according to claim 1, characterized in that the explosive charge with waste is placed in the charging cavity, excavation and used for crushing rocks.

3. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что отходы в заряде ВВ и снаружи его располагают за пределами участка инициирующей ударной волны и зоны дефлаграции ВВ.3. The method for destroying hazardous waste according to claim 1, characterized in that the waste in the explosive charge and outside it is located outside the area of the initiating shock wave and the explosive deflagration zone.

4. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что отходы располагают в контейнере, капсуле (капсулах), рукаве или другой оболочке из материалов, которые уничтожаются во время детонации ВВ вместе с отходами.4. The method for destroying hazardous waste according to claim 1, characterized in that the waste is placed in a container, capsule (capsules), sleeve or other shell made of materials that are destroyed during detonation of the explosive along with the waste.

5. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что отходы располагаются так, что толщина слоя ВВ, с любой стороны от них, составляет не менее величины предельного диаметра детонации ВВ, используемого в заряде.5. The method for destroying hazardous waste according to claim 1, characterized in that the waste is located so that the thickness of the explosive layer on either side of it is not less than the maximum detonation diameter of the explosive used in the charge.

6. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что отходы располагают так, что с одной стороны к отходам примыкает прочная преграда - основание, плита, стена, поверхность зарядной выработки, например, скальная порода, металл, металлопластик, бетон или другие крепкие, прочные материалы.6. A method for the destruction of hazardous waste according to claim 1, characterized in that the waste is placed so that on one side the waste is adjacent to a solid barrier - a base, slab, wall, surface of a charging excavation, for example, rock, metal, metal-plastic, concrete or other strong, durable materials.

7. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что в заряде ВВ используют несколько видов (типов, марок) концентрированных ВВ.7. The method for destroying hazardous waste according to claim 1, characterized in that several types (types, brands) of concentrated explosives are used in the explosive charge.

8. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что в контейнер, рукав или другую оболочку (ёмкость) с отходами добавляют, химически совместимые с ними, горючие компоненты, например, нефтепродукты, спирты, порошки металлов или их сплавов (алюминий, магний, ферросилиций или др.) или окислители, например, селитры, или совместно окислитель (окислители) и горючее (горючие).8. A method for the destruction of hazardous waste according to claim 1, characterized in that chemically compatible flammable components, for example, petroleum products, alcohols, powders of metals or their alloys (aluminum) are added to a container, sleeve or other shell (container) with waste , magnesium, ferrosilicon, etc.) or oxidizing agents, for example, nitrate, or together the oxidizing agent (oxidizers) and fuel (flammable).

9. Способ уничтожения опасных отходов по п. 1, отличающийся тем, что отходы содержащие металлы, редкоземельные элементы или другие вещества, размещают в зарядных выработках тех горных предприятий, где добывают минералы, руды этих металлов, элементов или других веществ.9. The method for the destruction of hazardous waste according to claim 1, characterized in that the waste containing metals, rare earth elements or other substances is placed in the charge openings of those mining enterprises where minerals, ores of these metals, elements or other substances are mined.

В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения отходы, собранные в надёжно закрывающийся контейнер (капсулу или капсулы, ёмкость, сосуд и т.п.) располагают в зарядной полости, например, в вертикальной скважине (наиболее распространённый вариант в горной промышленности) или в шпуре с забойкой так, чтобы диаметр скважины был не менее суммы предельного диаметра детонации, используемого в зарядной полости ВВ (Dпр), плюс наибольший размер, опущенного в скважину, контейнера (оболочки с отходами), в поперечном, например горизонтальном, сечении. Если сечение контейнера круглое, то это величина диаметра, а если сечение контейнера квадратное или прямоугольное то, это размер диагонали квадрата или прямоугольника. Это, необходимо для того, чтобы точно обеспечить режим нормальной детонации ВВ в заряде. В этом случае термодинамическое воздействие на отходы будет максимально жёстким, эффективным, что гарантирует уничтожение отходов, в т.ч. опасных медицинских.In one embodiment of the present invention, waste collected in a securely closing container (capsule or capsules, container, vessel, etc.) is placed in a charging cavity, for example, in a vertical well (the most common option in the mining industry) or in a hole with stopping so that the diameter of the well is not less than the sum of the maximum detonation diameter used in the explosive charging cavity (Dpr), plus the largest size of the container (shell with waste) lowered into the well, in a transverse, for example horizontal, section. If the cross-section of the container is round, then this is the diameter, and if the cross-section of the container is square or rectangular, then this is the diagonal size of the square or rectangle. This is necessary in order to accurately ensure the normal detonation mode of the explosive in the charge. In this case, the thermodynamic effect on waste will be as harsh and effective as possible, which guarantees the destruction of waste, incl. dangerous medical.

Наиболее эффективное разрушение, уничтожение, дезактивация опасных отходов происходит при их размещении внутри ВВ или снаружи ВВ в контакте с ним, в ближней зоне действия взрыва (до 10-15 радиусов заряда концентрированного ВВ), где присутствуют процессы частичной ионизации и диссоциации.The most effective destruction, destruction, and decontamination of hazardous waste occurs when it is placed inside an explosive or outside an explosive in contact with it, in the near zone of the explosion (up to 10-15 radii of the charge of a concentrated explosive), where processes of partial ionization and dissociation are present.

При этом, для обеспечения процесса нормальной детонации и высокой гарантии уничтожения опасных отходов рекомендуется, чтобы контейнеры с отходами были небольшими, т.е. имели размеры не более Dпр, а расстояние между контейнерами должно быть не менее Dпр.At the same time, to ensure the process of normal detonation and a high guarantee of destruction of hazardous waste, it is recommended that waste containers be small, i.e. had dimensions no more than Dpr, and the distance between containers must be no less than Dpr.

Контейнеры, располагаемые в зарядной полости, например, в вертикальной скважине, могут подвешиваться на шнуре (верёвке, шпагате и т.п.) последовательно, например, в виде гирлянды, так, чтобы они оказались полностью внутри заряда ВВ или в контакте со стенкой скважины с одной стороны. Возможно размещение нескольких гирлянд при условии, что при этом обеспечивается нормальная детонация ВВ во всех участках заряда, где расположены оболочки с отходами. Располагать контейнеры в зоне инициирующей ударной волны и в зоне дефлаграции не следует, т.к. здесь давление может быть значительно меньше, чем в области нормальной детонации ВВ. Для того, чтобы контейнеры не всплыли, т.к. плотность некоторых ВВ, например, эмульсионных или жидких взрывчатых растворов (ЖВР), обычно более 1 г/см3, а в контейнерах может оказаться воздух, то в нижней части гирлянды следует привязывать груз из любого подручного материала химически совместимого с применяемым ВВ, например, кусок дробимой, добываемой горной породы, руды или металлолом.Containers located in the charging cavity, for example, in a vertical well, can be suspended on a cord (rope, twine, etc.) sequentially, for example, in the form of a garland, so that they are completely inside the explosive charge or in contact with the well wall On the one side. It is possible to place several garlands, provided that this ensures normal detonation of explosives in all areas of the charge where shells with waste are located. Containers should not be placed in the zone of the initiating shock wave and in the deflagration zone, because here the pressure can be significantly less than in the region of normal explosive detonation. To prevent the containers from floating, because... the density of some explosives, for example, emulsion or liquid explosive solutions (LEV), is usually more than 1 g/cm3, and there may be air in the containers, then at the bottom of the garland you should tie a load from any available material chemically compatible with the explosive used, for example, a piece crushed, mined rock, ore or scrap metal.

Контейнеры (капсулы, ёмкости, сосуды, оболочки и т.п.) должны надёжно, герметично закрываться сразу после размещения в них отходов твёрдых или жидких. В этом случае их предварительная дезинфекция, дезактивация, нейтрализация перед транспортировкой на объект уничтожения (карьер, разрез и др.) не потребуется. Контейнеры изготавливаются из материалов, которые обеспечат сохранность отходов и безопасность персонала при выполнении всех необходимых технологических операций и транспортировки в течение требуемого времени до момента их уничтожения взрывом. Containers (capsules, containers, vessels, shells, etc.) must be securely and hermetically closed immediately after placing solid or liquid waste in them. In this case, their preliminary disinfection, decontamination, or neutralization before transportation to the destruction site (quarry, open pit, etc.) will not be required. Containers are made of materials that will ensure the safety of waste and the safety of personnel during all necessary technological operations and transportation for the required time until they are destroyed by explosion.

Размеры контейнеров (оболочек для отходов) по размерам должны быть такими, чтобы в них гарантированно взрывом уничтожались все отходы, в том числе опасные отходы, или теряли свои токсичные свойства, переходя в разряд неопасных.The dimensions of containers (shells for waste) must be such that all waste, including hazardous waste, is guaranteed to be destroyed by explosion, or lose its toxic properties, becoming non-hazardous.

В качестве материалов для контейнеров с крышками могут использоваться недорогие пластики, металлопластики, резины, металлы и др., в т.ч. из вторичного сырья, при условии, что они химически совместимы с уничтожаемыми отходами, в т.ч. опасными отходами, ВВ и окружающей средой, например, скважинные воды.Inexpensive plastics, metal-plastics, rubbers, metals, etc. can be used as materials for containers with lids, incl. from recycled materials, provided that they are chemically compatible with the waste being destroyed, incl. hazardous waste, explosives and the environment, such as well water.

Доля отходов добавляемых к заряду ВВ должна быть такой, чтобы после взрыва образовывалось минимум вредных токсичных веществ от взрыва, т.е. обеспечивались допустимые нормы. Для этого заранее рассчитывается кислородный баланс (КБ) всех входящих компонентов и определяется рецептура, при которой будет нулевой КБ или близкий к нулевому (не более 10 %) от него. Если это не представляется возможным то, рецептура уточняется экспериментальным путём по результатам замера вредных (токсичных) веществ, образующихся после взрыва заряда ВВ в бронеяме или бронекамере, или в испытательном штреке (изолированная, герметичная горная выработка).The proportion of waste added to the explosive charge must be such that after the explosion a minimum of harmful toxic substances from the explosion are formed, i.e. acceptable standards were ensured. To do this, the oxygen balance (OB) of all incoming components is calculated in advance and a recipe is determined at which there will be zero KB or close to zero (no more than 10%) of it. If this is not possible, the recipe is refined experimentally based on the results of measuring harmful (toxic) substances formed after the explosion of an explosive charge in an armored pit or armored chamber, or in a test drift (an isolated, sealed mine working).

Вместо контейнера под отходы может использоваться герметичный рукав (пластиковый резиновый, тканевый или из другого материала), размещаемый в зарядной выработке, в той части заряда, где ВВ имеет нормальную скорость детонации, т.е. вне зон инициирующей ударной волны и дефлаграции ВВ.Instead of a container for waste, a sealed sleeve (plastic rubber, fabric or other material) can be used, placed in the charging chamber, in that part of the charge where the explosive has a normal detonation speed, i.e. outside the zones of the initiating shock wave and deflagration of explosives.

В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения отходы в контейнере или без него размещают внутри ВВ заряда, который сформирован не в зарядной выработке, а на земной или другой поверхности, при этом отходы располагают внутри, в центре заряда ВВ так, что расстояние от отходов до любой поверхности заряда ВВ должно быть не менее Dпр. При этом, отходы в контейнере или без него помещаются на твёрдой поверхности, основании, например, скальный грунт (порода) или прочная искусственная плита, пластина, настил и т.п. (металлическая, металлопластиковая или др.), при этом вокруг опасных отходов формируется заряд ВВ, при условии, что расстояние от опасных отходов до поверхности ВВ должно быть не менее Dпр во всех направлениях, кроме донной части, где это условие тоже можно выполнить, но не всегда обязательно, что уточняется опытным путём. Во всех случаях рекомендуется делать качественную забойку из сыпучих, негорючих, инертных материалов поверх заряда ВВ.In one of the embodiments of the present invention, waste in a container or without it is placed inside an explosive charge, which is formed not in a charging pit, but on the earth or other surface, while the waste is placed inside, in the center of the explosive charge so that the distance from the waste to any surface of the explosive charge must be at least Dpr. In this case, waste in a container or without it is placed on a hard surface, base, for example, rocky soil (rock) or a durable artificial slab, plate, flooring, etc. (metal, metal-plastic, etc.), while an explosive charge is formed around the hazardous waste, provided that the distance from the hazardous waste to the surface of the explosive must be at least Dpr in all directions, except for the bottom part, where this condition can also be met, but not always necessary, which can be clarified experimentally. In all cases, it is recommended to make a high-quality stopper from bulk, non-flammable, inert materials on top of the explosive charge.

Толщину слоя ВВ рекомендуется брать с запасом - на 10-20 % больше Dпр, т.к. на практике встречается разное качество ВВ, отличное от нормативного.It is recommended to take the thickness of the explosive layer with a margin - 10-20% more than Dpr, because in practice, there are different quality explosives, different from the normative ones.

В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения для повышения температуры и давления, например, для уничтожении опасных отходов, в т.ч. медицинских, в контейнер или другую оболочку с отходами, дополнительно к отходам добавляются, химически совместимые с ними, горючие компоненты, например, жидкие нефтепродукты, спирты и т.п., или порошки металлов (алюминий, магний, ферросилиций или др.) или окислители, например, селитры, или совместно окислитель и горючее.In one embodiment of the present invention, to increase temperature and pressure, for example, to destroy hazardous waste, incl. medical, in a container or other shell with waste, in addition to the waste, flammable components are added that are chemically compatible with them, for example, liquid petroleum products, alcohols, etc., or metal powders (aluminum, magnesium, ferrosilicon, etc.) or oxidizing agents , for example, saltpeter, or together an oxidizing agent and a fuel.

В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения отходы содержащие металлы, редкоземельные элементы и другие вещества, нейтрализуются и перерабатываются именно на тех горных предприятиях, где добываются минералы, руды этих металлов, элементов или других веществ, которые находятся в отходах. К этим веществам относятся любые, которые получаются после добычи и переработки полезных ископаемых, извлечение которых сегодня из отходов другими способами может быть затруднено или нерентабельно. Предлагаемый вариант позволяет переработать, обезвредить отходы, в т.ч. опасные отходы, при попутном извлечении из них металлов и других веществ, которые после обогащения и другой переработки могут быть вовлечены во вторичный хозяйственный оборот.In one embodiment of the present invention, waste containing metals, rare earth elements and other substances is neutralized and processed precisely at those mining enterprises where minerals, ores of these metals, elements or other substances that are in the waste are mined. These substances include any that are obtained after the extraction and processing of minerals, the extraction of which today from waste by other methods may be difficult or unprofitable. The proposed option allows you to recycle and neutralize waste, incl. hazardous waste, with the associated extraction of metals and other substances from them, which, after enrichment and other processing, can be involved in secondary economic circulation.

Разумеется, что для разрушения некоторых видов отходов, в т.ч. опасных отходов, например, медицинских, можно и не обеспечивать режим нормальной детонации. Однако при режимах взрывчатого превращения более низких порядков – детонационно-подобные взрывы, дефлаграция, взрывное горение и пр. наблюдаются не только более низкая температура и давление, воздействующие на опасные отходы, но и происходит увеличение выброса токсичных продуктов взрыва, что имеет негативное влияние на экологическую обстановку в районе ведения взрывных работ. Of course, for the destruction of certain types of waste, incl. hazardous waste, such as medical waste, may not require normal detonation. However, in modes of explosive transformation of lower orders - detonation-like explosions, deflagration, explosive combustion, etc., not only lower temperature and pressure are observed affecting hazardous waste, but there is also an increase in the release of toxic explosion products, which has a negative impact on the environmental the situation in the blasting area.

Жёсткие воздействия, высокое давление и температура, возникающие в результате детонации ВВ, позволяют уничтожать практически любые опасные отходы. Однако, что касается 5 класса Д (радиоактивные отходы) то, здесь, в каждом конкретном случае необходимо проведение дополнительных исследований и наблюдений, хотя в экстренных случаях, при небольшой радиоактивности и такие отходы, скорее всего, могут быть переработаны взрывным способом с получением в районе взрыва радиационного фона, который не будет превышать допустимые уровни, установленные нормами радиационной безопасности за счёт уноса пылегазового облака в нужную сторону и его рассеивания в допустимой области (территории) при ведении взрывных работ только при благоприятных погодных условиях.Harsh impacts, high pressure and temperature resulting from the detonation of explosives make it possible to destroy almost any hazardous waste. However, as for class 5 D (radioactive waste), here, in each specific case, it is necessary to conduct additional research and observations, although in emergency cases, with low radioactivity, such waste can most likely be processed by explosive means to produce in the area background radiation explosion, which will not exceed the permissible levels established by radiation safety standards due to the entrainment of the dust and gas cloud in the desired direction and its dispersion in the permissible area (territory) when blasting operations are carried out only under favorable weather conditions.

ПримерыExamples

Настоящее изобретение более подробно разъяснено ниже со ссылкой на примеры его осуществления, служащие исключительно для иллюстративных целей и никоим образом не ограничивающих объём настоящего изобретения, определяемого приложенной формулой изобретения.The present invention is explained in more detail below with reference to examples of its implementation, which serve solely for illustrative purposes and in no way limit the scope of the present invention as defined by the appended claims.

Пример 1. На крупных карьерах КМА: Лебединского, Михайловского и Стойленского горно-обогатительных комбинатов (ГОК) производятся взрывы с суммарной массой ВВ за один взрыв порядка 2-3 тыс. т. При этом применяются скважины большого диаметра – до 311 мм и это не предел, т.к. в мире развитие карьерных буровых станков идёт и в направлении увеличения диаметра бурения взрывных скважин. Например, буровой станок TAMROCK D90KS способен бурить скважины диаметром 349 мм; CAT MD6640 – до 406 мм; Atlas Copco PV351 - до 410 мм; BUSYRUS INTERNATIONAL 59R – до 444 мм; P&H 120А - до 559 мм.Example 1. In large quarries of the KMA: Lebedinsky, Mikhailovsky and Stoilensky mining and processing plants (GOK), explosions are carried out with a total mass of explosives in one explosion of the order of 2-3 thousand tons. In this case, large diameter wells are used - up to 311 mm and this is not limit, because In the world, the development of quarry drilling rigs is also progressing in the direction of increasing the diameter of drilling blast holes. For example, the TAMROCK D90KS drilling rig is capable of drilling wells with a diameter of 349 mm; CAT MD6640 – up to 406 mm; Atlas Copco PV351 - up to 410 mm; BUSYRUS INTERNATIONAL 59R – up to 444 mm; P&H 120A - up to 559 mm.

При размещении опасных отходов в скважину, всего лишь 1 % от общей массы заряда ВВ, то на КБ ВВ это практически не повлияет, а качество взрывных работ при этом практически не ухудшиться, то за один массовый взрыв только на одном ГОК можно уничтожить около 30 т опасных отходов. Следовательно, на 3-х ГОК - до 100 т, а за год – свыше 1000 т. Карьеров в стране немало, около 3 тысяч, поэтому в районах их расположения вопрос о ликвидации опасных отходов может быть эффективно решён. Наиболее крупные карьеры в стране добывают железную руду, поэтому использованные иглы шприцов и др. металлический медицинский инструмент имеют шанс вернутся к нам в виде новых изделий, т.е. отходы вовлекаются во вторичный хозяйственный оборот, к чему призывают «Стратегия экологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года» Утв. Указом Президента Российской Федерации от 19 апреля 2017 года № 176 и «Стратегия развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 года». Утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 января 2018 г. № 84-р.When placing hazardous waste into a well, only 1% of the total mass of the explosive charge, then this will have virtually no effect on the explosive design bureau, and the quality of blasting operations will practically not deteriorate, then in one massive explosion at only one mining and processing plant it is possible to destroy about 30 tons hazardous waste. Consequently, at 3 mining and processing plants - up to 100 tons, and over a year - over 1000 tons. There are many quarries in the country, about 3 thousand, so in the areas where they are located, the issue of hazardous waste disposal can be effectively resolved. The largest quarries in the country extract iron ore, so used syringe needles and other metal medical instruments have a chance to return to us in the form of new products, i.e. waste is involved in secondary economic circulation, as called for in the “Strategy of Environmental Safety of the Russian Federation for the period until 2025” Approved. Decree of the President of the Russian Federation of April 19, 2017 No. 176 and “Strategy for the development of industry for the processing, recycling and disposal of production and consumption waste for the period until 2030.” Approved by order of the Government of the Russian Federation of January 25, 2018 No. 84-r.

Пример 2. В случае возникновения эпидемии, падежа скота и т.п. опасные отходы можно уничтожать непосредственно в районе возникновения чрезвычайной ситуации. Для этого опасные отходы размещаются в контейнеры (полости, оболочки), вокруг которых вплотную размещаются ВВ. При этом, возможен вариант оперативного изготовления ВВ на месте из невзрывчатых компонентов. Известны, допущенные Ростехнадзором жидкие взрывчатые вещества «АНИЛИТЫ» по ТУ 7276-002-95310915-2016, которые изготавливаются на местах из невзрывчатых компонентов, при использовании которых нет необходимости в завозе на объект, опасных грузов - ВВ и средств инициирования. В этом случае контейнер (оболочка) с опасными отходами располагается в ёмкости, в которую затем последовательно заливаются горючее и окислитель, например, жидкий углеводород и диазота тетраоксид, после чего вводится инициатор, не имеющий в своём составе взрывчатые, пиротехнические и др. опасные вещества, например, описанный в патенте RU2471144 Безопасное устройство для электрического инициирования жидких взрывчатых веществ. Example 2. In the event of an epidemic, loss of livestock, etc. hazardous waste can be destroyed directly in the area where the emergency occurs. To do this, hazardous waste is placed in containers (cavities, shells), around which explosives are placed closely. At the same time, it is possible to quickly manufacture explosives on site from non-explosive components. There are known liquid explosives “ANILITES” approved by Rostekhnadzor according to TU 7276-002-95310915-2016, which are manufactured locally from non-explosive components, when used, there is no need to bring dangerous goods to the site - explosives and initiation means. In this case, the container (shell) with hazardous waste is located in a container, into which fuel and an oxidizer, for example, liquid hydrocarbon and dinitrogen tetroxide, are then sequentially poured, after which an initiator is introduced that does not contain explosive, pyrotechnic and other hazardous substances, for example, described in patent RU2471144 Safe device for electrical initiation of liquid explosives.

Пример 3. Ежегодно на полигонах страны уничтожаются большие количества списанных боеприпасов, содержащих концентрированные ВВ, причём достаточно мощные. Совместно с этими боеприпасами можно попутно, эффективно уничтожать и опасные отходы, обкладывая их боеприпасами и необходимым количеством промышленных ВВ, в случае необходимости, что уточняется на месте опытным путём. Example 3. Every year, large quantities of decommissioned ammunition containing concentrated explosives, and quite powerful ones at that, are destroyed at the country’s landfills. Together with these ammunition, it is possible to effectively destroy hazardous waste along the way, covering it with ammunition and the required amount of industrial explosives, if necessary, which is clarified on the spot experimentally.

Хотя настоящее изобретение описано выше в деталях, для специалиста в указанной области техники очевидно, что могут быть сделаны изменения и произведены эквивалентные замены, и такие изменения и замены не выходят за рамки настоящего изобретения, определяемые приложенной формулой изобретения.Although the present invention has been described in detail above, it will be apparent to one skilled in the art that modifications and equivalent substitutions may be made, and such modifications and substitutions do not depart from the scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (4)

1. Способ уничтожения опасных отходов на горных предприятиях при помощи детонации с использованием заряда взрывчатого вещества (ВВ), отличающийся тем, что отходы размещают в емкости, при этом емкости располагают внутри заряда ВВ или вокруг заряда ВВ в контакте с ним в ближней зоне действия взрыва, которая составляет до 10-15 радиусов заряда ВВ, при этом в качестве ВВ используют индивидуальное ВВ или смесь ВВ, а в ёмкости с отходами добавляют химически совместимые с ними горючие компоненты - нефтепродукты, спирты, порошки металлов или их сплавы или окислители - селитры, или совместно окислитель или окислители и горючее или горючие.1. A method for destroying hazardous waste at mining enterprises using detonation using an explosive charge (HE), characterized in that the waste is placed in a container, while the containers are located inside the explosive charge or around the explosive charge in contact with it in the near zone of the explosion , which is up to 10-15 radii of the explosive charge, while an individual explosive or a mixture of explosives is used as an explosive, and chemically compatible combustible components are added to waste containers - petroleum products, alcohols, metal powders or their alloys or oxidizing agents - nitrate, or together an oxidizer or oxidizers and a flammable fuel or combustibles. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что его осуществляют в зарядной полости скважины или в выработке с возможностью дробления горных пород.2. The method according to claim 1, characterized in that it is carried out in the charging cavity of a well or in a working with the possibility of crushing rocks. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве емкостей используют контейнеры, капсулы, рукава или оболочки, выполненные из материалов, которые уничтожаются во время детонации ВВ вместе с отходами.3. The method according to claim 1, characterized in that containers, capsules, sleeves or shells made of materials that are destroyed during detonation of explosives along with waste are used as containers. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отходы, содержащие металлы, редкоземельные элементы или другие вещества, размещают в выработках тех горных предприятий, где добывают минералы, руды этих металлов, элементов или других веществ.4. The method according to claim 1, characterized in that waste containing metals, rare earth elements or other substances is placed in the workings of those mining enterprises where minerals, ores of these metals, elements or other substances are mined.
RU2023124116A 2023-09-19 Method of destruction of wastes by explosion RU2815668C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2815668C1 true RU2815668C1 (en) 2024-03-19

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2071800C1 (en) * 1993-02-02 1997-01-20 Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Method of destroying chemical weapon
RU2136640C1 (en) * 1992-06-29 1999-09-10 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Method of preparing explosive and explosive prepared by claimed method
RU2232614C1 (en) * 2003-04-09 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Промтехвзрыв" Method of combating chlororganic waste agents
RU2280236C1 (en) * 2004-12-06 2006-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" Combination explosive charge
RU2632451C9 (en) * 2012-03-09 2018-07-30 Дино Нобель Эйжа Пасифик Пти Лимитэд Modified explosive material
RU2019112647A (en) * 2019-04-24 2020-10-26 Сергей Святославович Костылев Method for reducing the caking of ammonium nitrate and ammonium nitrate explosives

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136640C1 (en) * 1992-06-29 1999-09-10 Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн Method of preparing explosive and explosive prepared by claimed method
RU2071800C1 (en) * 1993-02-02 1997-01-20 Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Method of destroying chemical weapon
RU2232614C1 (en) * 2003-04-09 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Промтехвзрыв" Method of combating chlororganic waste agents
RU2280236C1 (en) * 2004-12-06 2006-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" Combination explosive charge
RU2632451C9 (en) * 2012-03-09 2018-07-30 Дино Нобель Эйжа Пасифик Пти Лимитэд Modified explosive material
RU2019112647A (en) * 2019-04-24 2020-10-26 Сергей Святославович Костылев Method for reducing the caking of ammonium nitrate and ammonium nitrate explosives

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУШНЕРОВ П.И. и др. Новое направление в применении полимерных отходов. НТЖ ВЕСТНИК, N2-2011, с.134-137. ЛОБОРЕВ В.М. Ядерно-взрывная технология ликвидации высокоактивных отходов. Ж: Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. 2012. с.721-727. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6684791B1 (en) Shaped charge detonation system and method
Kholodenko et al. Ecological safety of emulsion explosives use at mining enterprises
CN101438123B (en) Method and arrangement for the destruction of explosive-filled objects
CN100334417C (en) Method and installation for destroying rocket mounted on ammunition
CN108518225A (en) Dry ice powder dynamic broken rock device, dry ice powder dynamic broken rock system and dry ice powder dynamic rock breaking method
KR100668432B1 (en) Slight Concussion Bedrock Blasting Assembly Reacting Metal Mixtures by Trigging Gunpowder
RU2815668C1 (en) Method of destruction of wastes by explosion
CN114353608B (en) Safety ore mining method
Begalinov et al. Shock blasting of ore stockpiles by low-density explosive charges
CA2621259C (en) Method of breaking brittle solids
Grobler Using electronic detonators to improve all-round blasting performances
RU2402745C1 (en) Method for destruction of solid rocks or concrete (versions)
RU2153069C1 (en) Method of destructing natural and artificial objects
RU2252393C1 (en) Method for blasting and device for its realization
RU2175110C1 (en) Process of destruction of warfare agents and facility for its realization
RU2068209C1 (en) Method of and device for eliminating toxic materials
US3763781A (en) Method and apparatus for shooting wells
Shevchenko Preparation of ore blocks for mine leaching by reagent explosion injection
RU2744286C1 (en) Well bottomhole treatment device
US20210057121A1 (en) Disassembly and disposal of munition components
RU2508522C1 (en) Method and device of explosion utilisation of ammunition in liquid medium
UA120790C2 (en) METHOD OF BOTTLE CHARGING BLASTING
UA129048U (en) METHOD OF DRILLING
RU2189560C2 (en) Quasar-method blast destruction of large-sized objects and quasar-charges for its realization
WO2022090160A1 (en) Unexploded ordnance disposal method and system