Именно столько взрывчатки в тротиловом эквиваленте на наших глазах взорвали в Сафьяновском карьере взрывники Уральской горно-металлургической компании. В новостных выпусках обычно фигурируют килограммы или даже граммы тротила. А для взрывников две тонны — это «пшик»: гораздо чаще они имеют дело с зарядами в пять-семь раз более мощными.
Две тонны тротила: как работают взрывники в карьерах

Рудный карьер имеет воронкообразную форму не случайно. Он представляет собой систему уступов, которые постепенно отодвигаются по мере роста карьера. Такая структура позволяет безопасно вывозить породу и руду, размещать необходимую технику, строить капитальные съезды для самосвалов и площадки примыкания для энергетических сооружений.

Руда и окружающая ее горная порода — вовсе не мягкий песочек. Чтобы экскаватор мог взять ее и погрузить в карьерный самосвал, она дробится с помощью мощной взрывчатки. Однако буровзрывные работы — это скорее созидание, чем разрушение. Карьер — сложное архитектурное сооружение, и необходимую форму его бортам придают именно взрывники. Они же со скульптурной точностью формируют съезды и площадки.

Обуздав разрушительную энергию взрывчатки, горняки режут камень будто масло, в любом направлении и на любую глубину. Это непростое ремесло, требующее филигранного расчета, хирургической точности и железной дисциплины. Разобраться в его нюансах нам помог начальник карьера Алексей Кузьмин.

Гора на отрез

Участок, который взрывается за один раз, называется блоком. Сперва блок размечается, и буровой станок приступает к бурению скважин. Могучая машина, несмотря на свой брутальный вид, обладает весьма продвинутой электроникой, которая помогает бурить очень точно позиционированные скважины под строго заданными углами. Диаметр бура в нашем случае составляет 170 мм, а глубина скважины может достигать десятков метров.

Высота уступа на Сафьяновском карьере — 7,5 м. Чтобы сформировать новый уступ, необходимо бурить на глубину уступа плюс «перебур» в 1,5−2 м. Всего в блоке требуется пробурить десятки скважин. Их число зависит от размера блока и от сложности его формы.

Скважины бурятся с так называемой пятиметровой сеткой, то есть расстояние между ними равняется 5 м. После взрыва размеченная такой сеткой порода превращается в гору булыжников, самые крупные из которых не больше метра в диаметре. Экскаватор может с легкостью подобрать их и погрузить в самосвал.

Однако с первого взгляда на карьер становится ясно — разрушительным хаосом здесь не пахнет. Стенки карьера ровные, практически гладкие, наклонены под строго определенным углом к вертикали. Чтобы сформировать стенку будущего уступа, взрывники бурят вдоль нее наклонные скважины с более частым трехметровым шагом. В них закладывают относительно небольшое количество взрывчатки: если вертикальные скважины набивают битком, получая 35 кг взрывчатого вещества на погонный метр, то наклонным хватает и 2−3 кг.

Наклонные скважины взрываются первыми, и вдоль них образуется щель, буквально откалывающая блок целиком. Спустя мгновение взрывается основной заряд, дробя породу на мелкие кусочки. Замедление между взрыванием скважин очень важно: благодаря ему взрывчатка, какой бы мощной она ни была, не повреждает борта карьера.

Присмотревшись к стенкам карьера, можно увидеть, что они равномерно расчерчены вертикальными полосами. Это не что иное, как следы наклонных скважин.

Узелок завяжется

Как ни парадоксально, взрывникам довольно редко выдается случай увидеть взрывчатку своими глазами. К блоку подъезжает смесительно-зарядная машина — цистерна с четырьмя емкостями. В каждой емкости находится жидкость, которая сама по себе не взрывоопасна. Только будучи залитыми в скважину, эти четыре компонента смешиваются и превращаются в собственно взрывчатку.

Нам же посчастливилось наблюдать (разумеется, с безопасного расстояния) за редкой ручной закладкой. Взрывники формировали участок капитального съезда — дороги, по которой самосвалы и прочая техника выезжают из карьера на поверхность. Работа это тонкая и сложная, но объем ее невелик, поэтому дешевле заложить взрывчатку вручную, чем заказывать машину. Для нас же ручная закладка — уникальный шанс увидеть, что именно взрывается в скважинах. Взрывчатое вещество на основе аммиачной селитры выглядит как продолговатый пакет, наполненный вазелиноподобным гелем. В ней используется аммонит — смесь аммиачной селитры с тринитротолуолом. Нужную консистенцию взрывчатке придают невзрывчатые горючие вещества. Перед тем как опустить пакет в скважину, его надрезают.

Привести взрывчатку в действие весьма непросто. Из школьной физики мы знаем о детонации — разновидности воспламенения, при котором внутри вещества распространяется ударная волна, инициирующая реакции горения. Чтобы спровоцировать детонацию во взрывчатке, необходим мощный импульс. Поэтому первой на дно скважины опускается шашка-детонатор — пластиковый цилиндр с весьма мощным тротиловым зарядом внутри. Завести шашку-детонатор тоже не так просто. Для этого используется детонирующий шнур. Он представляет собой трубку (ее называют волноводом), которая заполнена детонирующим материалом. Чтобы шашка сработала, импульс должен распространяться вдоль шнура со скоростью не менее 6 км в секунду.

С помощью такого шнура можно организовать и все коммуникации в блоке. Чтобы соединить два шнура, достаточно просто связать их специальным узлом. Точно так же шнур привязывают и к шашке-детонатору. Чтобы определить очередность взрывания скважин, используют пиротехнические реле, или, проще говоря, замедлители. Они представляют собой химические патроны с двумя концами из детонирующего шнура и точно так же привязываются к общей сети. Наконец, детонирующий шнур тоже необходимо завести, и для этого тоже нужен достаточно мощный импульс. Электрический детонатор хоть и выглядит как половинка шариковой ручки, требует весьма аккуратного обращения. Подсоединив к цепи детонатор, взяв в руки динамо-машинку и размотав электрический провод, взрывники удаляются в бронированную кабинку в сотнях метрах от блока — укрытие взрывника.


Волоконные сети

Применение электрического детонатора и динамо-машинки может оказаться кстати в отдельных ситуациях, однако в целом эта технология считается устаревшей. В настоящее время вместо них чаще используется неэлектрическая система инициирования (СИНВ). В ее основе лежит волновод, похожий на детонирующий шнур, но отличающийся от него малым диаметром (со стержень шариковой ручки) и зарядом (0,02 г/м против 12 г/м). Инициировать СИНВ можно только специальным устройством. Система не боится электрических помех или случайного воспламенения. Между прочим, медная руда является проводником электричества, в карьере развернута мощная электросеть, и возникновение электрических наводок вполне вероятно. Именно поэтому электрические системы сдают позиции.

Огненное шоу

За полчаса до взрыва карьер пустеет. Из него вывозят всех людей, кроме взрывников, укрывающихся в убежище, технику отводят на безопасное расстояние в 150 м от блока. Незадолго до взрыва окрестности оглашает сирена. Те, кто собирается наблюдать за взрывом с борта карьера (это мы), воспринимают ее как театральный звонок.

Самое интересное для зрителя, особенно если у него есть бинокль, — поймать момент за доли секунды перед взрывом, когда по всему блоку с бешеной скоростью пробегает яркая искра детонирующего шнура. 6 км/с — это чудовищно быстро, но не настолько, чтобы ускользнуть от человеческого взгляда.

Дальше — гром, как в сильную грозу, и сразу же — продолжительный и вездесущий, будто бы окружающий все вокруг грохот, напоминающий то ли шум прибоя, то ли водопад. Это падают и катятся вниз бесчисленные осколки, которые еще недавно были монолитной твердыней из руды и камня. Такое шоу труженики карьера наблюдают примерно дважды в неделю. Потом — дело техники: погрузка руды в самосвалы и вывоз из карьера, до 5000 тонн в день, 1 360 000 тонн в год.

Статья «Две тонны тротила» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2016).