книги / Технология и безопасность взрывных работ

Для горнотранспортного оборудования безопасные расстояния принимаются в 2 раза меньшими, чем для людей.

В особых случаях к определению безопасных расстояний привлекаются специализированные организации.

Расстояния, безопасные по разлету отдельных кусков породы при взрывании на выброс, должны быть не менее величин, указанных в Правилах безопасности при взрывных работах [1], в зависимости от значений линии наименьшего сопротивления W и показателей действия взрыва заряда n (табл. 5.7).

Таблица 5.7

Безопасные расстояния по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов на поверхности

* Нормальный выброс n = 1; уменьшенный выброс n < 1; усиленный выброс n > 1.

5.4.4. Ядовитые газы взрыва

Взрывные работы сопровождаются выделением большого количества газообразных продуктов, часть которых ядовиты:

окись углерода СО;

оксиды азота NO, NO2, N2O4;

сернистый ангидрид SO2;

221

сероводород Н2S;

соединения свинца Pb и пары ртути Hg, образующиеся при огневом и электрическом способах взрывания.

Окись углерода СО – бесцветный газ, без запаха, хорошо растворяется в воде, плотность равна плотности воздуха. В небольших количествах вызывает сильные головные боли, головокружение, тошноту. При больших концентрациях наступает отравление с потерей сознания, судорогами. При отравлении пострадавшего необходимо сразу же вынести на свежий воздух

ипо возможности дать кислород.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) при длительном пребывании людей не должна превышать 0,02 мг/л (0,0016 % объема воздуха).

Окислы азота NO, NO2, N2O4 – более опасны, чем окись углерода. Имеют резкий запах, желто-бурый цвет. При взрывах обычно образуется окись азота NО, которая в воздухе переходит

в NO2 или N2O4.

Поскольку в воздухе присутствуют пары воды, то, соединяясь с ней, оксиды азота образуют азотную или азотистую кислоты, которые при вдыхании воздуха осаждаются на слизистых оболочках и в легких, вызывая отек. ПДК окислов азота –

0,005 мг/л (0,0001 %).

Сернистый ангидрид SO2 – газ с кислым вкусом и сильным раздражающим запахом, бесцветный. В воздухе с парами воды образуется сернистая кислота. ПДК – 0,0007 % объема.

Сероводород Н2S – бесцветный газ с запахом тухлых яиц, в смеси с воздухом взрывоопасен. ПДК – 0,00066 %.

Пары ртути Hg – не имеют запаха, цвета, вкуса. Поражают центральную нервную систему и почки. ПДК в атмосфере –

0,00001 мг/л.

Для расчета общего количества выделяющихся ядовитых газов V (м3) пользуются формулой, в которой объем газов пересчитывается на объем СО:

222

V Vco 6,5(VNO VNO2 VN2O4 ).

Согласно Правилам безопасности при взрывных работах [1] безопасное по действию ядовитых газов расстояние rг (м), в условиях отсутствия ветра или в направлении, перпендикулярном к распространению ветра, при взрыве зарядов на выброс определяется по формуле

rг 160 3 Q,

где Q – суммарная масса взрываемых зарядов, т.

В направлении, противоположном распространению ветра, радиус безопасной зоны также следует принимать равным rг.

По направлению ветра радиус газоопасной зоны rг1 (м) определяется по формуле

rг1 160 3 Q 1 0,5 Vв ,

где Vв – скорость ветра перед взрывом, м/с.

223

6. ВЗРЫВЫ НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Название метода взрывных работ определяется выработкой или системой выработок, сооруженных для размещения и производства взрывов зарядов промышленных ВВ.

Технология и механизация буровзрывных работ на карьерах и разрезах подробно рассмотрены в учебниках для вузов

[25–27].

6.1. Методы взрывных работ и условия их применения

Различаютследующиеметодыведениявзрывныхработ(ВР):

1.Метод шпуровых зарядов – применяется на открытых

иподземных разработках. Для разрушения породного массива бурят вертикальные, наклонные или горизонтальные шпуры диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. На открытых работах шпуровой метод используют при небольшой мощности пластов, на карьерах малой мощности, при добыче блоков, а на крупных карьерах – для вспомогательных работ по дроблению негабарита, подработке завышений подошвы уступов.

2.Метод скважинных зарядов – основной метод ведения взрывных работ на карьерах. Для разрушения массива применяют вертикальные и наклонные скважины диаметром 100–300 мм, расширяемые в заряжаемой части на некоторых железорудных карьерах огневым способом до 400–500 мм, глубиной от 5 м до 20 м и более.

3.Метод котловых зарядов применяют в тех случаях, когда расчетный заряд ВВ не размещается в скважине или шпуре. Взрывом небольших зарядов ВВ (0,5–10,0 кг) на дне скважины образуют расширение (котел) для увеличенного основного заряда ВВ. ЭтотметодВРприменяетсяредкоиз-заегоненадежности.

4.Метод камерных зарядов применяют при массовых взрывах на выброс или обрушение для разработки котлованов

224

и каналов значительных размеров. Он заключается в том, что в разрабатываемой породе делают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях устраивают большие зарядные камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов.

5.Метод малокамерных зарядов (зарядов в рукавах) при-

меняют при высоте забоя менее 6 м, преимущественно в нескальных грунтах. Длина рукава должна составлять 2/3 высоты забоя. Метод ВР применяют редко на карьерах небольшой производственной мощности при отсутствии буровых станков.

6.Метод накладных (наружных) зарядов заключается в рас-

положении зарядов ВВ на поверхности взрываемого объекта – крупные куски породы, козырьки уступов, небольшие завышения подошвы и т.д. Заряд ВВ прикрывается забоечным материалом. Метод в основном применяется для дробления негабаритных кусков взорванной породы и валунов, разрушения конструкций, при валкедеревьевикорчевкепней, придноуглубительныхработах.

7.Метод щелевых зарядов применяется при необходимости устройства нешироких траншей в зимних условиях. При помощи баровой машины на базе трактора в мерзлом грунте прорезаются щели. Рыхление мерзлых грунтов щелевыми зарядами

ВВспособствует получению при взрыве проектного контура траншеи без необходимости зачистки основания и стенок.

6.2. Метод шпуровых зарядов

Метод шпуровых зарядов имеет две разновидности: взрывание обычных шпуровых зарядов и взрывание котловых зарядов в шпурах, которые применяются в тех случаях, когда невозможно применить метод скважин.

На карьерах метод шпуровых зарядов используют при небольших объемах взрывных работ, раздельной (селективной) выемке полезного ископаемого, добыче крупных блоков строительного и отделочного камня, разработке особо ценных полезных ископаемых, для дробления негабарита.

225

Дробление породы шпуровыми зарядами получается мельче и равномернее, чем скважинными зарядами, благодаря более частому расположению зарядов. Размер кусков породы не превышает 45 см. Удельный расход ВВ и стоимость работ на 1 м3 породы выше, чем при методе скважинных зарядов.

Для разрушения породного массива бурят вертикальные, наклонные или горизонтальные шпуры диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Шпуры различают по длине: мелкие – до 1,5 м; средние – от 1,5 до 2,5 м; глубокие – до 5 м.

При расчете величины шпуровых зарядов можно пользоваться теми же формулами, что и при расчете зарядов скважин. Удельный расход ВВ q (кг/м3) можно определять по нормативам Союзвзрывпрома (см. табл. 1.7), а также вычислять по формуле профессора М.М. Протодьяконова:

где Sвч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2; е – коэффициент работоспособности ВВ; к – коэффициент увеличения расхода ВВ для более мелкого дробления породы (при погрузке тяжелыми машинами следует принимать 1,0–1,1, а при погрузке легкими или машинами типа «нагребающие лапы» – 1,2–1,3); f – коэффициент крепости пород.

Массу шпурового заряда Q (кг) можно определить по формуле

Q = q · a · H · W · kw,

где q – расчетный удельный расход ВВ (принимается в пределах 0,85–0,9 от q для скважинных зарядов), кг/м3; Н – высота уступа, м; W – сопротивление (линия наименьшего сопротивления) по подошве уступа, м: W = 0,95 √ p/q, где р – вместимость 1 м шпура ВВ, кг/м; kw – поправочный коэффициент при W ≤ 1 м:

226

водой на 80–90 % его глубины и взрывают. Удар газов взрыва передается породе водой и негабарит разваливается на куски без большого их разлета. Расход ВВ при этом уменьшается в 3 раза и разлет породы – в 3–4 раза.

Разновидностью гидровзрывания является способ, при котором шпур на 90 % его глубины заполняется труднозамерзающей горючей смесью, состоящей из солярового масла или отработанного автомобильного или дизельного масла. В шпур вводится заряд ВВ с одной нитью детонирующего шнура ДШ (для лекгоразрушаемых пород) либо с двумя нитями ДШ (для трудновзрываемых пород). Разрушающий эффект обеспечивается гидравлическим ударом при совместном воздействии продуктов взрыва ВВ, ДШ и газов, образованных от вспышки горючей смеси.

Данный способ целесообразно применять в условиях отрицательных температур. Он позволяет вести дробление негабарита вблизи оборудования и механизмов без длительной их остановки.

6.3. Метод скважинных зарядов

6.3.1. Общие сведения

Метод скважинных зарядов широко применяется в круп-

ных механизированных карьерах при высоте забоя более 7 м. Наиболее эффективно использовать его в забоях высотой 10–20 м и более в зависимости от типа экскаватора. При этом для экскаваторов с ковшом вместимостью более 3 м3 выход негабарита обычно не превышает 5–10 % объема взрывной массы, а при благоприятной текстуре пород – 0,2–3,0 %.

Суть метода заключается в следующем (рис. 6.1, 6.2).

В уступе, подлежащем взрыванию, бурят скважины для размещения зарядов. Скважины могут быть горизонтальные, наклонные и вертикальные, диаметром от 75 до 370 мм. Чем крепче порода и выше уступ, тем большего диаметра применяют

228

скважины: в слабых породах – диаметром 100–150 мм, в крепких – 200 мм и более. При этом увеличивается выход крупных фракций в отбитой руде.

Рис. 6.1. Схема расположения скважин при однорядном взрывании: 1 – скважина; 2 – откос уступа; Н – высота уступа; Lскв – длина скважины; Lзар – длина заряда ВВ в скважине; Lзаб – длина забойки; Lпер – длина перебура; Wп – линия сопротивления по подошве уступа;

а – расстояние между скважинами в ряду

Для бурения скважин в породах с коэффициентом крепости f 5 используют станки вращательного бурения, в более крепких – шарошечного и огневого.

Угол откоса уступа при монолитных и крепких породах а 80º. Для пород некрепких, а также крепких, но трещиноватых а 60º. Для взрывания таких уступов целесообразно бурить наклонные скважины, параллельные линии откоса

(рис. 6.3).

229