книги / Технология и безопасность взрывных работ

6.3.3. Расчет скважинных зарядов выброса

При расчете зарядов выброса принимается, что масса заряда ВВ пропорциональна объему взорванной породы.

Величину заряда выброса Q (кг) можно определить по

формулам:

при W < 25 м: Q = q · W3 (0,4 + 0,6 n3);

при W = 25–40 м: Q = q · W 3 (0,4 + 0,6 n3)·√ (W / 25).

Значение удельного расхода ВВ q (кг/м3) установлено опытным путем и приведено в табл. 6.3 для зарядов нормального выброса и зарядов рыхления для аммонита 6ЖВП работоспособностью 300 см3. При применении другого ВВ необходимо значение q умножить на поправочный коэффициент, равный отношению работоспособности аммонита 6ЖВП к работоспособности применяемого ВВ.

241

Взрывание на выброс применяют главным образом при проведении канав, котлованов и траншей различного назначения. Заряды выброса располагают на расстоянии a = 0,5W (n + 1) (м) один от другого, чтобы при совместном действии они образовали выемку сровнойподошвой.

Для достижения направленного выброса породы заряды располагаются в два-три ряда вдоль оси траншеи и ряды взрывают последовательно с интервалом замедления от 0,5 до 6 с, в зависимости от величины W (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Схема выемки при направленном действии зарядов выброса

Первым взрывают ряд, расположенный у нерабочего борта, на который требуется выбросить породу. Масса зарядов ВВ последующих рядов по мере удаления от открытой поверхности увеличивается в 1,5–2,5 раза.

При направленном взрывании в плотных грунтах и в породах средней крепости применяют метод наклонных скважинных зарядов (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Схема расположения наклонных скважин с зарядами для направленного выброса

242

Первые два ряда скважин, образующих вруб, взрывают с замедлением 50–100 мс, следующий ряд – с замедлением 250–400 мс, а далее ряд за рядом с интервалом 150–250 мс.

6.3.4. Регулирование степени дробления горных пород

Профессор Б.Н. Кутузов [3] выделяет две основные зоны взрывного разрушения горных пород:

1.Зона регулируемого дробления, где имеет место прямое взрывное действие на породу, и, зная ее свойства, можно изменением параметров взрывного воздействия менять интенсивность разрушения породы в этой зоне.

2.Зона нерегулируемого дробления, в которой разрушение происходит вследствие механических соударений. При этом дробление зависит от ширины и направления трещин, размеров микродефектов, масштаба взрыва и т.д., что поддается регулированию в ограниченном объеме.

Регулирование воздействия взрыва одиночного заряда ВВ на горный массив в зоне регулируемого дробления обеспечива-

ется за счет изменения:

1) удельного расхода ВВ;

2) диаметра заряда;

3) типа применяемого ВВ;

4) конструкции заряда;

5) направления инициирования сплошного заряда;

6) порядкаинициированиячастейрассредоточенного заряда;

7) качества и длины забойки.

Регулирование воздействия взрыва группы зарядов на массив в зоне нерегулируемого дробления обеспечивается за счет изменения:

1) сетки расположения и числа рядов скважин;

2) интервалов замедления и последовательности взрывания зарядов во взрываемом блоке – применения короткозамедленного взрывания (КЗВ);

243

3)высоты уступа;

4)схемы расположения скважин на уступе.

Параметры регулирования дробления можно также разделить на два класса:

1.Первый класс позволяет обеспечить дробление любой интенсивности:

1) удельный расход ВВ;

2) диаметр скважин;

3) сетка расположения скважин.

2.Второй класс параметров позволяет изменить интенсивность дробления в ограниченных пределах, при этом не исключающих выход крупной негабаритной фракции, уменьшая

еена 10–20 %:

1)тип ВВ;

2)конструкция зарядов (рассредоточенные с породными, водяными или воздушными промежутками);

3)рассредоточенные заряды с КЗВ отдельных частей;

4)обратное инициирование сплошных зарядов;

5)парносближенные скважины;

6)увеличение высоты уступов;

7)взрывание в «зажатой» среде;

8)предварительное закрытие трещин опережающим взрывом по контуру взрываемого блока.

Рассмотрим более подробно регулирование основных параметров взрыва для получения требуемой (проектной) степени дробления горных пород.

1. Удельный расход ВВ и диаметр заряда

Установлено, что при увеличении удельного расхода ВВ q дробление массива сначала интенсивно усиливается, а затем наступает состояние насыщения массива энергией взрыва и она расходуется бесполезно на повышенный разброс породы.

Увеличение интенсивности при этом прекращается, и кривая изменения выхода негабарита становится почти параллельной оси абсцисс (рис. 6.7).

244

На практике при определении рациональных q кривые на графиках заменяют отрезками прямых. При этом точность результатов снижается на 15–20 %.

Для современных карьеров и рудников наблюдается тенденция к увеличению удельных расходов ВВ с 0,4–0,5 кг/м3 до

0,7–0,9 кг/м3.

2.Диаметр заряда, линия наименьшего сопротивления

исетка расположения скважин

Для каждой категории пород существует линейная зависимость между ЛНС (W) и диаметром скважины dЗ: W = k · dЗ, угол наклона которой уменьшается с увеличением крепости и блочности пород.

С увеличением диаметра заряда dЗ и W при условии постоянного удельного расхода ВВ q выход крупных фракций VН при взрыве также повышается вследствие увеличения количества отдельностей, слагающих массив, попадаю-

щий в зону нерегулируемого дробления (рис. 6.8).

Уменьшая диаметр заряда dЗ, можно добиться, чтобы все отдельности попали в зону регулируемого дробления. Поэтому диаметр заряда относится к одному из наиболее мощных параметров регулирования степени дробления.

При однорядном взрывании коэффициент сближения скважин m = a/W для обеспечения интенсивного дробления пород должен находиться в диапазоне 0,8–1,0.

При многорядном взрывании наилучшее дробление массива обеспечивается при m = 1,2. При m > 1,5 исчезает взаимодействие между соседними зарядами и каждая скважина образует индивидуальную воронку взрыва.

246

В породах ниже средней крепости (f < 7) для снижения себестоимости отбойки следует снижать расходы на взрывание за счет использования более дешевых ВВ, в крепких породах (f > 14) – снижать себестоимость бурения за счет применять более производительных средств и способов бурения.

В связи с усложнением условий взрывания при увеличении глубины карьеров предполагаются переходы:

1) от использования вертикальных скважин большого диаметра к наклонным скважинам среднего (200 мм) и уменьшенного (150 мм) диаметров;

2) от тяжелых станков для скважин диаметром 250–320 мм на высокопроизводительные станки для бурения наклонных скважин диаметром 150–200 мм.

3. Конструкция заряда

Конструктивно скважинный заряд ВВ может быть сплошным и рассредоточенным – с воздушными и/или породными промежутками между зарядами ВВ (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Конструкция скважинного заряда и зона регулируемого дробления: а – сплошной заряд; б – рассредоточенный забойкой;

в– рассредоточенный воздушными промежутками

Урассредоточенного заряда основная масса ВВ расположена в нижней части, остальная часть – в середине и/или в верху скважины (рис. 6.10). В результате при равном выходе горной массы с 1 м скважины и одинаковом удельном расходе

247

ВВ улучшается эффективность разрушения горной массы за счет увеличения зоны регулируемого дробления и уменьшению выхода негабаритных кусков по сравнению со сплошным зарядом.

Рис. 6.10. Схема рассредоточения зарядов ВВ: a, в – для дробления крепких пропластков (II) в мягких породах (I); б, г – для дробления крепких пород (II) с мягкими пропластками (I)

При этом в неоднородных породах целесообразно выполнить рассредоточение таким образом, чтобы сам заряд ВВ располагался в наиболее трудно взрываемых участках породы. Необходимо отделить забойкой твердую часть массива (II) от мягкой (I), так как в этом случае действие заряда в твердой части массива наиболее эффективно.

4. Высота уступов

Сущность этого метода регулирования дробления в том, что несколько рядов скважин сразу бурят на величину двух или трех уступов и взрывают способом КЗВ (рис. 6.11).

248