книги / Технология и безопасность взрывных работ

мелко раздробленной породы, так как она оказывает наибольшее сопротивление газам взрыва.

Минимальная длина забойки при взрывании на карьерах должна быть не менее 0,5W, или 15–20 диаметров заряда.

6. Короткозамедленное взрывание

При больших объемах добычи полезного ископаемого при-

меняют многорядное короткозамедленное взрывание (КЗВ)

сцелью создания:

1)дополнительной свободной поверхности, повышающей эффективность работы зарядов последующих взрывов;

2)щели (экрана из раздробленной породы) по контуру взрываемого участка массива, которая:

• снижает разрушение пород за пределами оконтуренного участка,

• уменьшает сейсмическое действие взрыва,

• закрывает трещины в массиве, обеспечивая тем самым распространение энергии без рассеивания и лучшее дробление при взрыве.

При КЗВ достигается снижение воздействия на массив и окружающую среду (сейсмические волны, ударная воздушная волна, разлет осколков) и сокращение числа массовых взрывов в карьере.

Наиболее простым вариантом многорядных схем является порядное взрывание – последовательное взрывание рядов скважин один за другим.

Ряды могут быть по отношению к фронту работ продольными (параллельными фронту), поперечными и диагональными.

При этом первый ряд взрывают мгновенно (с нулевым замедлением по отношению к импульсу тока), а последующие ряды – увеличивающимся замедлением.

При трех и более рядах скважин применяют порядную врубовую схему, создающую щелевой вруб из одного ряда скважин (рис. 6.13). Затем с замедлением последовательно с обеих сторон на «вруб» взрывают остальные ряды.

251

Эта схема обеспечивает хорошее дробление и неширокий развал взорванной массы.

Рис. 6.13. Порядная врубовая схема инициирования зарядов ВВ при короткозамедленном взрывании в карьере: 0…7 – ступени замедления взрывания рядов скважин

7. Парное расположение скважин

Способ применяется при больших величинах W, когда одиночные скважины даже при коэффициенте сближения m ≥ 0,6 не обеспечивают нормальную проработку подошвы уступа, из-за чего в нижней части образуются пороги, а за линией скважин наблюдаются интенсивные заколы.

Парносближенные скважины бурят одна от другой на расстоянии а = (4…6)dскв. Они обеспечивают нормальную проработку подошвыприW на30–40 % большим, чемприодиночныхскважинах.

6.3.5. Схемы инициирования скважинных зарядов

Для обеспечения высокой производительности карьера буровзрывные работы должны обеспечивать достаточное качество дроблениягорноймассыприминимальномсейсмическомэффекте.

Задача решается применением короткозамедленного взрывания и разнообразных схем последовательности подрыва зарядов, обеспечивающих направленное действие взрыва в зависимости от условий расположения забоев [25].

Классификация основных схем взрывания приведена в табл. 6.4, графическое изображение – на рис. 6.14.

252

253

Схема № 1

Схема № 2

Схема № 3

Схема № 4

Схема № 5

Схема № 6

Рис. 6.14. Основные схемы короткозамедленного взрывания (классификацию схем см. в табл. 6.4)

254

Схема № 7

Схема № 8

Схема № 9

Схема № 10

Схема № 11

Схема № 12

Схема № 13

Рис. 6.14. Окончание

255

Выбор схемы взрывания для конкретных условий зависит от технологических требований к результатам взрыва и связан

срешением следующих основных задач взрывной отбойки:

–организация дополнительных свободных поверхностей для нормальной работы зарядов (врубовые схемы);

–создание взрывом зарядов первой серии по контуру выемочного блока экрана из взорванной горной массы для снижения техногенного воздействия на законтурный массив;

–закрытие естественных трещин для организации наиболее равномерного радиуса работы зарядов.

Для снижения повышенного выхода взрывных газов в направлении откоса уступа применяют подпорную стенку из ранее взорваннойгорноймассы. Приэтомвозможенобратныйвыбросгорной породы на вышележащий уступ. В связи с этим оптимальным вариантом при подпорной стенке являются диагональные схемы, которые обеспечивают четкую линию отрыва за последним рядом скважин и минимальное заколообразование. Обратные выбросы исключаются путем подбора оптимального времени замедления между зарядами, прикоторойотсутствуетразвалгорноймассы.

На основании опытных данных величина времени замедления τ (мс) зависит от крепости пород и находится следующим образом:

τ = W · kτ,

где kτ – коэффициент, учитывающий категорию массива по трещиноватости:

для I категории (чрезвычайно трещиноватый, мелкоблочный) kτ = 6;

для II категории (сильнотрещиноватый, среднеблочный)

kτ = 5;

для III категории (среднетрещиноватый, крупноблоч-

ный) kτ = 4;

для IV категории (малотрещиноватый, весьма крупноблочный) kτ = 3;

256

для V категории (монолитный, исключительно крупноблочный) kτ ≤ 1,5.

6.3.6. Отрицательные результаты взрывов скважинных зарядов

Низкое качество массового взрыва может быть получено из-за неправильного выбора расчетного расхода ВВ, параметров расположения зарядов во взрываемом массиве, схемы коммутации взрыва отдельных зарядов.

Последствия низкого качества массового взрыва:

1)повышенный выход негабарита – увеличивается средний размер куска, что затрудняет работу машин погрузочно- транспортно-дробильного комплекса из-за необходимости их работы на более крупной взорванной массе;

2)усиленный выброс породы на верхнюю бровку (рис. 6.15, а) – приводит к большим дополнительным затратам на очистку верхней площадки от породы с помощью бульдозера или экскаваторовдляобеспечениявозможностиработыбуровых станков;

3)образуются пороги в подошве уступа (рис. 6.15, б) – затрудняет работу экскаваторов. Перед настилкой пути пороги требуется ликвидировать взрывами шпуровых или скважинных зарядов;

4)козырьки на верхней бровке уступа (рис. 6.15, в) – повышает опасность работы экскаватора в забое;

5)заколы массива за линию скважин (рис. 6.15, г);

6)увеличенный развал взорванной породы (рис. 6.15, д) – приводит к снижению производительности экскаватора на погрузке и иногда к авариям на железнодорожных путях и линиям электропередач, расположенных на нижележащем уступе.

Перечисленные недостатки выполнения взрыва могут встречаться как отдельно, так и в совокупности.

В табл. 6.5 приведены основные причины отрицательных результатов взрыва. Устранение причин позволит повысить эффективность взрывных работ.

257

6.4. Метод котловых зарядов

Метод котловых зарядов применяют для одиночного и серийного взрывания, преимущественно при разработке трещиноватых достаточно устойчивых пород, допускающих возможность взрывного образования котловых расширений.

Сущность метода заключается в следующем. В забое скважины или шпура взрывают небольшие прострелочные заряды ВВ (рис. 6.16), в результате чего их нижняя часть разрушается и образуется эллипсовидная камера, называемая котлом. В эту камеру после ее охлаждения помещают значительно больший заряд ВВ, называемый котловым зарядом. Объем котла должен соответствовать массе заряда, намечаемого по расчету.

Рис. 6.16. Последовательность операций при котловом взрывании: I – размещение прострелочного заряда; II – готовая котловая скважина; III – комбинированный заряд: удлиненный заряд в верхней части скважины, котловой в нижней части

Величину заряда для простреливания определяют исходя из величины основного заряда и коэффициента простреливаемости

данных пород, численно равного отношению объема полученной котловойполостивдм3 (литрах) кмассепрострелочногозаряда.

Величину первого прострелочного заряда в скважинах принимают не более 15 кг, в шпурах – не более 0,7 кг. Если одного прострелочного заряда оказалось недостаточно для создания

259

котла необходимого объема, применяют двойную или тройную прострелку. Прострелочные заряды взрывают с применением патронов-боевиков, высота забойки составляет 0,8–1,25 высоты заряда.

При глубине скважины до 9,5 м и огневом способе взрывания патроны-боевики вводят с двумя зажигательными трубками. Если глубина больше 9,5 м прострелочный заряд инициируют только электрическим способом или с помощью ДШ. После простреливания котел очищают продувкой сжатым воздухом.

Скважины или шпуры, подлежащие простреливанию, бурят на такую глубину, чтобы после простреливания центр заряда находился на уровне подошвы уступа.

Величину первого прострелочного заряда QПР1 (кг) определяют по формуле

QПР1 = Q/(ППР · ρВВ)n,

где Q – необходимый расчетный заряд для взрывания, кг; ППР – показатель простреливаемости породы, дм3/кг (табл. 6.6); ρВВ – плотность заряда ВВ в котле, кг/дм3; n – показатель степени, равный числу необходимых простреливаний.

Максимально допустимая величина QПР1 (его длина в скважине) не должна превышать двух диаметров скважины.

Ориентировочно требуемый диаметр котла DK (мм) определяется по формуле DK = (2Q/ρВВ)0,33.

Необходимый расчетный заряд для взрывания котла рассчитывается по формуле Q = q · W 3.

Величину линии наименьшего сопротивления W для котлового заряда принимают равной 0,6–0,9 высоты уступа Н. Расстояние между центрами котловых зарядов принимают (1,0…1,5)W. При заряжании в котел высыпают 50–85 % расчетного заряда ВВ, опускают патрон-боевик, а затем засыпают оставшуюся часть заряда ВВ и производят забойку.

Для улучшения дробления породы верхней части уступа в верхнюю часть скважины вводят дополнительный заряд ВВ

260