Материал: Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ

Исследования

в

зонах

влияния

-

горно оксид углерода 23 %, оксид серы 19 %. Пыль, образовав-

обогатительных предприятий КМА, в частности

шаяся при массовом взрыве, содержит следы оксида угле-

Михайловского ГОКа показали, что

развитие

от-

рода, до 0,475 мг/г акролеина и до 0,219 мг/г оксидов азо-

крытого способа разработки стало оказывать нега-

та. Содержание свободного диоксида кремния на уступах

тивное воздействие на окружающую среду, вызы-

Михайловского карьера достигает до50 %. С удалением

вая ландшафтные изменения, способствуя загряз-

от источника пылеобразования дисперсный состав пыли в

нению прилегающих территорий, воздушного и

факеле

выброса

изменяется

за счет выпадения более

водного бассейнов. Целью

работы является разра-

крупных фракций пыли. Так, содержание фракций менее

ботка комплекса мероприятий по подавлению пы-

1,4 мкм на расстоянии 40 м от взорванного блока состав-

легазовых выбросов при массовых взрывах

на ляет 63 %, а на расстоянии 600 м - 80 %. Дисперсный со-

карьерах горно-обогатительного комбината.

став пыли, полученный счетным методом; на различных

Представлен процентный состав загрязняющих

расстояниях от взрываемого блока при средней скорости

веществ в воздухе рабочей зоны карьера(рисунок).

ветра (4 м/с) приведен в табл. 1.

Расчет основных пара-

Обработаны статистические данные за10 лет. Са-

метров пылегазового облака производится на момент его

мыми опасными и вредными для здоровья человека

максимального развития при сохранении достаточно чет-

являются: формальдегид 16 %, сероводород 24 %,

ких очертаний в соответствии с методиками [1].

Таблица 1

Дисперсный состав пыли на различных расстояниях от взрываемого блока

Расстояние от взрываемого блока

Дисперсный состав пыли (%) при фракциях, мкм

до 1,4

1,4-4

4-15

15-50

более 50

40

63,09

25,46

9,03

1,12

1,30

60

68,89

23,13

6,76

0,92

0,40

90

65,74

22,69

9,89

1,66

0,02

120

72,21

21,30

6,67

1,24

0,025

200

74,31

17,52

7,33

0,80

0,04

300

75,11

19,50

4,80

0,57

0,02

600

79,87

15,76

3,70

0,51

0,16

атмосфере карьера и близлежащей жилой зоне(без

приятиям следует отнести в первую очередь взрывание

учета фонового загрязнения) на момент проведения

скважин с меньшим диаметром и большей высотой. Это

взрывных работ превышает предельно допустимые

способствует уменьшению зоны пластической деформа-

концентрации соответственно в 19 и 7,5 раза.

ции и снижению высоты пылегазового облака, то есть

Таблица 2

количество выбрасываемой пыли. Для подавления пыли в

Сводная таблица расчетов

условиях карьера МГОКа был выбран композиционный

смачиватель пыли СМАП-А, состоящий

из 2 компонен-

тов. Один представляет синтетический биоразлагаемый

пенообразователь ТЭАС общего назначения на основе

триэтаноламиновых солей алкилсульфатов с углеводо-

родным радикалом С10-С13

или С7-С12, эмпирическая фор-

мула: CnHn+1OSO3NH(C2H4OH)3. Вторым

составляющим

компонентом смеси является неионогенный ПАВ фенол

АФ9-12, представляющий

смесь полиэтиленгликолевых

эфиров и моноалкилфенолов с эмпирической формулой:

C9H19C6H4O(C2H4O)12H. Добавка смачивателя СМАП-А в

воду в количестве до 1 % масс снижает поверхностное

натяжение водного раствора (σ) при 20 °С в 2 раза в срав-

нении с водой. Результаты изменения поверхностного

Выбросы пыли от взрыва при использова-

натяжения воды в присутствии СМАП-А представлены в

табл. 4. Эффективность локализации водным раствором

нии максимального расхода ВВ в атмосферу карье-

СМАП-А пылегазовых выбросов массовых взрывов в ус-

ра превышают предельно допустимые концентра-

ловиях карьера МГОКа показана в табл. 5. Приведены

ции в 5125 раз. Это создает критическую ситуацию

показатели сравнения выбросов на блоках карьерапри

по загрязнению атмосферного воздуха рабочей зо-

взрывах с применением ПАВ и без него.

ны. К предложенным нами технологическим

Таблица 3

Выбросы загрязняющих веществ при массовых взрывах

Загрязняющее вещество

Концентрация в пыле-

Предельно допустимые

Годовой выброс вредных

газовом облаке, мг/м3

концентрации, мг/м3

веществ, т/год

Взвешенные вещества

2562,4

0,15-0,5

7715

Углерода оксид

564,41

30

1699,4

Азота диоксид

37,4

5

112,58

Таблица 4

Влияние концентрации СМАП-А на снижение силы поверхностного натяжения водного раствора

Концентрация раствора, % масс

0,005

0,0002

0,0625

0,125

0,250

0,500

1,0

σ, мН/м

72,8

65,1

35,2

35,1

35,0

34,9

345

Показатели взрывов опытного и контрольного блоков карьера

Таблица 5

Показатели взрыва

Единицы измерения

Блок 51К-60

Блок 47К-60

Высота уступа

м

16-17,5

16,0-17,5

Глубина скважин

м

17,0- 19,0

17,0-18,5

Диаметр скважин

мм

450-500

430-520

Длина неактивной части скважины

м

6,0

5,0-6,0

Объем взорванной горной массы

тыс.т.

80,8

40,0

Длина и ширина блока

м

150x36

100x28

Общая масса ВВ

Кг

85376

38825

Масса ВВ на 1 скважину

Кг

730-1790

880-1740

Удельный расход ВВ

кг/м3

1,056

0,97

Расход товарного ПАВ на блок

л

80,0

-

Масса водного раствора ПАВ на 1 скважину

л

125

-

Концентрация рабочего раствора ПАВ

%

0,3

-

Длина забойки водным раствором ПАВ

м

2,2-3,0

-

Современная

реактивная

техника

является кислорода

и

пятой

дополнительной, которая

чрезвычайно сложной и дорогой, поэтому важнейшим

равномерно и динамично распределена между двумя

требованием, предъявляемым к ней – это высокая

атомами кислорода и азота. Кроме этого, атомы

надежность,

долговечность

и

безопасность

при

водорода от одной молекулы кислоты отщепляются и

эксплуатации.

В основном это зависит

от качества

прицепляются

к

соседним

молекулам, образуя

ракетных

топлив.

Наиболее

широкое

применение

непрочные,

но

чрезвычайно

химически

активные

получили жидкостные реактивные двигатели(ЖРД),

агрегаты. Из-за этого в азотной кислоте обязательно

которые создают рабочую тягу за

счет

вытекания

образуются разного рода примеси.

струи

продуктов

сгорания

жидкого

реактивного

В

ракетной

технике

используют

два

ти

топлива (ЖРТ) – окислителя и горючего, имеющихся

азотнокислотных

окислителей: белую

и

красную

на борту летательного аппарата [1].

дымящие азотные кислоты. Первая представляет собой

ЖРТ

по

способу

применения

в

двигателяхтехническую азотную кислоту с концентрациейHNO3

подразделяют

на

однокомпонентные

не менееи 97,4 %, а вторая – смесь азотной кислоты с

двухкомпонентные.

Однокомпонентные

ракетные

четырехокисью азота. Введение в азотную кислоту

топлива

по

химическому

составу

делят

четырехокисина

азота (красная

дымящая

кислота)

мономолекулярные и смесевые. К мономолекулярным

улучшает

ее

свойства

как

окислителя

ракетного

относят вещества, в молекуле которых

содержаться

топлива,

так

как

содержит

несколько

больш

как горючие элементы, так и

необходимый

для

активного кислорода для окисления горючего [3].

горения

кислород.

Такими

соединениями

являются,

Азотная

кислота

легко

взаимодействует

например,

сложные

эфиры

азотной

кислоты

и многими конструкционными металлами,

и особенно с

различных

спиртов,

тринитроглицерин C3H5(ONO2)

железом, медью и их сплавами. Образующиеся в

метилнитрат CH3ONO2 и др. К

однокомпонентным

результате коррозии соли загрязняют окислитель. Под

топливам относят и эндотермические соединения,

действием HNO3 разрушаются средства ее

хранения

выделяющие при своем распаде большое количество

и транспортирования [4]

тепла и газообразных продуктов(например, гидразин

N2H4, пероксид водорода H2O2 и др.).

Двухкомпонентные жидкие реактивные топлива,

в которых каждый из компонентов подается в камеру

сгорания раздельно, состоят из горючего и окислителя.

Ракетные

окислители

по

химической

природе

делят на следующие: кислородные – жидкий кислород

О2 и озон О3, пероксид водорода H2O2; азотные –

концентрированная

азотная

кислотаHNO3,

оксиды

азота, тетранитрометан; фторные

–

жидкий

фтор

и

кислородные соединения фтора; хлорные –

жидкий

хлор, хлорная кислота и оксиды хлора.

Ракетные

горючие

по

химическому

составу

подразделяют

на

следующие: водородные – жидкий

Рис. 1. Структура одиночной молекулы HNO3

водород; углеводородные; гидразинные – гидразин

и

(межатомные расстояния даны в рm)

его

производные,

например.

диметилгидразин

(CH3)2NNH2; аминные – жидкий

аммиак, амины;

бороводородные – соединения типа боранов, например

Кроме того, азотная кислота не удовлетворяет

диборан B2H6 и др.

требованиям

совместимости

с

конструкционными

Наряду с жидким кислородом в качестве

материалами

–

под

нее

специально

приходится

окислителя широкое применение получила азотная

подбирать металл для баков, труб,

камер ЖРД.

Даже

кислота, структура которой представлена на рисунке1

самые стойкие сорта нержавеющей стали медленно

[2]. Особенностью

структуры HNO3

является

разрушаются концентрированной азотной кислотой.

образование

четырех

связей азота

с

тремя

атомами

Несмотря

на

коррозионную

агрессивность и

токсичность азотная кислота широко применяется в

Хорошо смешивается с водой, нефтепродуктами,

ракетной технике из-за низкой стоимости, доступности

спиртами и многими органическими растворителями

и

способности

самовоспламеняться

со

многими

[5].

Легко

самовоспламеняется

с

окислителями

на

горючими.

основе азотной кислоты, что обеспечивает

легкий

Плотность ее заметно больше,

чем

у

запуск и стабильную работу двигателей в широком

жидкого кислорода, но главное ее достоинство по

диапазоне изменения окружающих условий.

сравнению с жидким кислородом состоит в том, что

она не выкипает, не требует теплоизоляции, может

неограниченно долго храниться в подходящей

таре.

Для уменьшения коррозионной активности азотной

кислоты в нее добавляютфтористоводородную

кислоту. Всего 0,5% фтористоводородной

кислоты

уменьшают скорость коррозии нержавеющей стали в

десять

раз.

Для

того,

чтобы

вещества,

которые

попадают

в

камеру

сгорания ,

ЖРДсжигались,

Рис. 2. Структура гидразина

добавляют

гиперголики.

Гиперголическими

веществами

называются

,

которыете

самовоспламеняются

при

контакте. Идеальный

гиперголь

для

азотной

кислоты–

гидразин N2H4

(рис.2),

который

представляет

собой

бесцветную,

дымящую

на

воздухе

жидкость,

сильно

гигроскопичную и хорошо растворяющуюся в воде,

Рис. 3. Несимметричный диметилгидразин

спиртах,

аминах.

Для

сгорания

гидразина,

протекающего с большим газовыделением, требуется

В настоящее время пара «азотная кислота —

сравнительно немного окислителя. Гидразин имеет

относительно

невысокую

температуру

горения, в

НДМГ» используется на ракетах-носителях «Протон»,

результате

чего

потери

тепла

на

РН «Космос», РН «Циклон», РН «Днепр», РН «Титан»;

диссоциацию

продуктов его сгорания невелики. Высока реакционная

в двигательных установках пилотируемых кораблей,

способность

гидразина

при

взаимодействии

орбитальных

и

межпланетных

станций,

также

в

с

окислителями, относительно высокая плотность – 1020

некоторых баллистических ракетах.

кг/м3, малая молекулярная масса продуктов сгорания

Литература

и практически неограниченная сырьевая база выгодно

отличают

гидразин среди

других

соединений,

1. Братков А.А. Химмотология ракетных и

используемых в качестве горючего для ЖРД.

реактивных топлив /А.А. Братков, Е.П. Серегин,

А.Ф.

Разложение гидразина происходит, как

Горенков; под. ред. А.А. Браткова. - М.: Химия, 1987. -

правило, с разрывом связи N – N и может протекать по

304 с.

следующим направлениям:

2. Неорганическая химия: учеб. пособие для

хим.

3N2H4 → 4NH3 + N2,

и

химико-технол. спец. вузов

/Б.Д.

Степин,

А.А.

N2H4 → N2 + 2H2,

Цветков.- М.: Высш. шк., 1994.- 608 с.

2 N2H4 → NH3 + N2 + H2.

3. Алешков М.Н. Физические основы ракетного

Существенными

недостатками

гидразина,

оружия /М.Н. Алешков, И.И. Жуков.-

М.: Воениздат,

ограничивающими его широкое применение, являются

1965. – 464 с.

высокая температура замерзания (2 0С), относительно

4. Зрелов В.Н., Серегин Е.П. Жидкие реактивные

низкая

термическая

стабильность

и

высокаятоплива /В.Н.Зрелов, Е.П.Серегин. - М.: Химия, 1975. -

токсичность.

320 с.

Лучшими

низкотемпературными

5.Ушакова

В.Г. О. Н. Шпигун, О.И.

Старыгин.

свойствами обладают алкилпроизводные гидразина,

Особенности химических превращений НДМГ и его

например, несим-диметилгидразин НДМГ (рис.3).

поведение в объектах окружающей среды/ О.Н.

НДМГ - бесцветная прозрачная жидкость с

Шпигун, О.И. Старыгин //Ползуновский

вестник. –

резким неприятным запахом, характерным для аминов.

2004.- № 4. – С. 81-87.

Температура кипения +63.1оС, кристаллизации -58оС.

В статье рассматриваются причины введения санкций против России и их противоречивое влияние на экономику

РФ

С самого начала крымского кризиса позиция

санкции против России, а именно США, Новая

западных

стран

по

поводу

намечавшегосяЗеландия,

Австралия,

страны ЕС. В указе сказано, что

референдума

была

категорична.

России

были

запрет будет действовать в течение одного года. Под

предъявлены

требования:

соблюдать

нормы

запретом о ввозе оказались различные виды рыбы,

международного права, в ином случае будут введены

мяса и морепродукты, овощи, птица,

фрукты,

сыры,

экономические санкции. В середине марта 2014 год,

орехи,

творог

и другие молочные продукты(за

после

того

как

Россия, вопреки

прозвучавшим

исключением детского питания) [3].

предупреждениям,

признала

итоги

общекрымского

По мнению российского экономиста С. Гуриева,

референдума легитимными, поддержав одностороннее

санкции —

«это

не

катастрофическое

развитие

провозглашение независимости Республики Крым и

событий,

но

достаточно

существенный

удар

по

приняв

её

предложение

о

вхождении

в

составроссийской

экономике».

Падающий

курс

рубля плюс

Российской

Федерации, США

и

Канада, Новая

снижение цен на нефть, которое ведет к уменьшению

Зеландия,

Австралия

и

Евросоюз

незамедлительно

долларовых

поступлений

от

нефтяного

экспорта,

ввели

в

действие

первый пакет санкций. Меры

создают острый дефицит долларового финансирования

включали введение визовых ограничений для , лиц

в банковской

системе. Консалтинговая

фирма Capital

включённых в специальные списки(так называемые

Economics заявляет, что хотя условия кредитования в

черные списки) и замораживание активов, а также

России в последние месяцы ужесточились, пока еще

запрет

компаниям

стран, наложивших

санкции,

нет

признаков

того, что санкции привели к

резкому

поддерживать

какие-либо

деловые

отношения

с сокращению

банковских

кредитов

или

к

кризису

лицами и организациями, включёнными в списки.

кредитования типа того, что был в 2008 году. Однако и

Дальнейшее свое развитие санкции получили в

эта фирма, и другие аналитики в своих прогнозах

связи с резко обострившейся ситуацией на востоке

предупреждают о том, что по мере усиления эффекта

соседней Украины. Евросоюз ввел санкции«второго

от санкций условия кредитования будут ухудшаться.

уровня», которые подразумевают заморозку активов и

В

долгосрочной

перспективе, по

оценкам

запрет на въезд некоторых физических лиц.

экспертов,

наиболее

негативные

последствия

для

Третий же пакет санкций не заставил себя долго

России будут иметь ограничения, накладываемые на

ждать.

После

крушения

Боинга777

,

в

районе

экспорт в Россию высоких технологий и досту

вооруженного

восстания

на

востоке

Украиныроссийских

банков

к

дешёвым

кредитным

ресурсам.

компании Malaysia

Airlines,

выполнявшего

плановый

Как заявил премьер-министр РФ Дмитрий Медведев,

рейс

из

Амстердама

в

Куала-Лумпур, ми овая

из-за санкций сложились «не самые лучшие условия»

общественность взвалила весь груз вины на Россию.

для

внешних

заимствований,

ситуация

также «не

Следом же после голословных обвинений последовали

способствует» притоку иностранных инвестиций [4].

очередные санкции.

Санкции Запада должны послужить толчком для

12 сентября Евросоюз обнародовал очередной

развития российской промышленности и торговли с

пакет

антироссийских

санкций. Теперь

меры

третьими странами, могут переориентировать Россию

затронули

24

физических

лица,

три

нефтяные

на рынки Азии и Латинской Америки.

«И в оборонке,

компании и три оборонных компании. США, следом за

и в других отраслях экономики наложенные санкции

ЕС, обнародовали свои санкции, впервые включив в

могут и должны послужить хорошим стимулом для

него

частные

корпорации«Лукойл»

и

того, чтобы наши отрасли промышленности стали

«Сургутнефтегаз» [1].

Заблокированы

активы

ряда

действовать более активно как в плане собственного

предприятий ВПК,

ужесточены условия для банков:

развития, так и в сфере кооперации с теми странами, с

кредитование на срок не более 30 дней. Всего под

которыми этой кооперации раньше не было», — сказал

санкциями

в

настоящее

время

находятся

133

глава

администрации

президента

РФ С.Иванов

в

человека и 54 компании [2,8].

интервью «Российской газете» [5].

В ответ на западные санкции президент РФ В. В.

По оценке ряда российских экспертов, санкции

Путин

подписал указ,

который вводит ограничения на

Запада

способны

стать

стимулом

для

развит

ввоз

в

Россию«отдельных

видов

российской экономики, прежде всего для аграрного

сельскохозяйственной

продукции,

сырья

и

сектора. Премьер-министр

РФ

Дмитрий

Медведев,

продовольствия» из

стран,

которыми

были

введены

выступая

в

Волгограде5

апреля

перед

ведущими