МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

для выполнения лабораторной работы

«Расчёт скважинных зарядов при проведении разведочной траншеи»

по дисциплине «Горные машины и проведение

горно-разведочных выработок»

для студентов специальности 08.05.00 «Геология нефти и газа»

Уфа – 2005

Учебно-методическое пособие по дисциплине «Горные машины и проведение горно-разведочных выработок» предназначено для проведения практического занятия по теме «Расчёт величины зарядов при взрывании скважин для проведения разведочной траншеи в коренных породах» со студентами III курса, обучающимися по направлению 65.01.00 «Прикладная геология», специальность 08.05.00 «Геология нефти и газа». Пособие рекомендуется также для слушателей Института повышения квалификации.

В пособии приведена современная методика расчёта скважинных зарядов, одобренная Госгортехнадзором России; в качестве примера выполнен расчёт для конкретных условий взрывания, подготовлены исходные данные для самостоятельного выполнения расчётов студентами.

Составил: Янгиров Ф.Н., доц., канд. техн. наук

Рецензент:

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2005

1. Методика расчёта скважинных зарядов

Рисунок 1 — Наклонный скважинный заряд

1.1. Величину перебура L_пер обычно устанавливают на основе опыта предыдущих взрывов, ориентировочно по формуле:

, м,

где d — диаметр заряда, м (принят с учётом имеющихся в экспедиции буровых станков и в зависимости от линии наименьшего сопротивления и крепости породы – см. разд. 9.6 в учебнике А.Ф. Суханов, Б.Н. Кутузов «Разрушение горных пород взрывом», М., «Недра», 1983 г.);

К_п = 10÷15 при высоте уступа 40∙d и более, и К_п = 7÷10 при высоте уступа менее 40∙d.

1.2. Глубина вертикальных скважин L_скв определяется по формуле:

, м,

где Н – высота уступа или мощность взрываемого слоя (основные исходные параметры и их условные обозначения приведены в табл. 1).

Глубина наклонных скважин L_скв определяется по формуле:

_, м,

где β — угол наклона скважин, град.

1.3. Длина забойки L_заб определяется по формуле:

, м,

где К_з – коэффициент пропорциональности, оптимальное значение которого составляет 20÷25, однако при необходимости уменьшения разлёта кусков породы значение К_з увеличивается, сгущая при этом сетку скважин. В необходимых случаях для улучшения дробления может быть уменьшен при наличии проверочного расчёта радиуса опасной зоны по разлёту кусков при взрыве по методике, содержащейся в разделе IV.

1.4. Длина скважинного заряда L_зар определяется по формуле:

, м.

1.5. Масса заряда в скважине определяется по формуле:

, кг,

где Р – линейная плотность заряда (масса ВВ в 1 пог. м скважины).

1.6. Расчётная величина преодолеваемой линии сопротивления по подошве (сокращённо — ЛСПП) W_р определяется по формуле:

, м,

где К_г = 0,9 – 1,1 — коэффициент местных геологических условий взрываемого массива;

Fз — поправка, учитывающая отношение длины заряда к его диаметру (см. табл. 1);

∆ — плотность заряжания, т/м³;

е — коэффициент эффективности применяемого ВВ;

γ — плотность взрываемых пород, т/м³ (см. табл. 1).

Таблица 1

	6	8	10	11	12	13	14	15	16	17	18
FЗ	0,65	0,70	0,73	0,74	0,75	0,77	0,80	0,83	0,86	0,88	0,89
	20	22	24	25	28	30	32	34	36	38	≥ 40
FЗ	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99	1,0

1.7. Безопасная для бурения преодолеваемая линия сопротивления по подошве:

1.7.1 — для вертикальных скважин определяется по формуле:

, м,

где  = 80 — угол откоса уступа в плоскости скважин и ЛСПП;

b_б — ширина бермы безопасности для бурового станка.

1.7.2. при бурении наклонных скважин  совпадает с углом наклона скважин β,

.

1.8. Чтобы при бурении первого ряда скважин буровой станок не оказался в призме возможного обрушения уступа (см. рис. 2), проверяется выполнение условия:

, м.

Когда по условиям безопасности бурения первого ряда скважин невозможно выдержать W_р, следует применить парно-сближенные скважины, либо отказаться от бурения вертикальных скважин и перейти на наклонное бурение (по всему блоку или в первом ряду скважинных зарядов).

1.9. Скважинные заряды располагают по квадратной сетке с равным расстоянием между зарядами и рядами зарядов. Расстояние между скважинными зарядами в ряду а и расстояние между рядами b определяется по формуле:

, м,

где К_Т = 0,8÷1,0 — коэффициент, учитывающий трещиноватость массива и крепость взрываемой породы.

1.10. Фактический удельный расход ВВ q_ф проверяется по формуле:

, кг/м³.

1.11. При вертикальном бурении скважин расстояние от нижней бровки уступа до первого ряда скважин b_0-1 рассчитывается по формуле:

.

1.12. Выход горной массы с 1 пог. м скважины v рассчитывается по формуле:

, м³/м.

1.13. Для улучшения качества дробления горных пород, уменьшения выхода негабарита и снижения сейсмического эффекта взрыва применяют пиротехнические замедлители РП-8 с интервалами замедлений 10, 20, 35 и 50 мс. При отсутствии РП-8 в складе ВМ их можно заменить электродетонаторами короткозамедленного действия ЭДКЗ. При использовании ЭДКЗ в первой и последней ступенях замедлений могут применяться электродетонаторы соответственно мгновенного и замедленного действия.

Оптимальный интервал замедления между рядами скважин t определяется по формуле:

, мс,

где A — коэффициент, зависящий от свойств взрываемой породы. Для взрывания с интенсификацией дробления A = 3,3÷6,0; для уменьшения ширины развала A = 7÷8,3.

1.14. При короткозамедленном взрывании скважинных зарядов на рыхление, чтобы предотвратить отказы из-за перебивания концевых или магистральных детонирующих шнуров (проводов электровзрывной цепи), необходимо строго соблюдать соотношение между интервалами замедления t и минимальным расстоянием b_min между рядами скважин, которое определяется по формуле:

, м,

где С₁ – коэффициент, зависящий от соотношения длины забойки и диаметра заряда (см. табл. 2).

Таблица 2

	13	14	15	16	17	18	19	20	≥ 21
С1	2,0	1,9	1,8	1,7	1,6	1,5	1,4	1,2	1,0