Добыча калийных солей — ключевой этап производства минеральных агрохимикатов для сельского хозяйства России. По данным Минприроды РФ, 95% мирового объема калийных солей направляется на производство удобрений для выращивания овощей, фруктов, злаков и технических культур. Калийный хлорид регулирует водный баланс растений, повышает их устойчивость к засухе и болезням, улучшает качество урожая.
Однако добыча калийных руд связана с серьезными опасностями, особенно на участках с высокими концентрациями метана. Взрывные работы — распространенная технология для разрушения руды, но при детонации ударная волна создает трещины, из которых выделяется метан. Этот газ легко воспламеняется — даже небольшая искра может привести к пожару или взрыву. Согласно статистике Ростехнадзора, 23,6% всех аварий на горнодобывающих предприятиях происходят из-за взрывов метановоздушных смесей.
Риски и существующие технологии защиты
Для снижения рисков в шахтах традиционно используют специальные предохранительные взрывчатые вещества, которые обладают меньшей мощностью и сниженным риском воспламенения газовой среды. Однако их применение связано с недостатками:
• Низкая эффективность разрушения пород
• Повышенная себестоимость (удорожание производства в 2–3 раза)
• Сложности с производством, необходимостью строжайшего контроля состава
Это актуально для калийных месторождений, где высокая производительность сочетается со строгими требованиями по безопасности и себестоимости добычи.
Учёные Пермского Политехнического университета, УрО РАН и ВостНИИ провели исследования по использованию обычных взрывчатых веществ в калийных рудниках. В лабораторных условиях моделировали взрыв в камерах, заполнённых метаном до опасного уровня. Результаты показали, что калийная соль, присутствующая во взрываемом массиве, служит естественным ингибитором и пламегасителем: частицы соли подавляют развитие пламени и предотвращают воспламенение метана.
Для достижения безопасного эффекта масса соляной оболочки должна быть в 1,5–2,6 раза больше массы взрывчатки. В калийных рудниках эти условия выполняются естественно: слишком мелкая соль после взрыва удерживает пламя и снижает риск аварии.
Выводы для горнодобывающей отрасли
Внедрение стандартных взрывчатых веществ без специализированных ингибиторов в калийных шахтах позволит повысить эффективность буровзрывных работ, ускорить добычу и существенно снизить издержки на эксплуатацию. При этом уровень безопасности останется стабильно высоким — фактор, критически важный для газоопасных объектов. Исследования пермских ученых открывают новые возможности для оптимизации процессов добычи и повышения безопасности производства минеральных удобрений в России.