книги / Технология и безопасность взрывных работ

Выбор оптимальной длины забойки lЗ следует увязывать с мощностью ВВ, диаметром заряда d и крепостью породы:

lЗ = d k2 W ,

где k2 – коэффициент, определяющий мощность ВВ: 1,0 – для аммонитов Т-19 и ПЖВ-20; 0,9 – для аммонита 6ЖВ; 0,8 – для детонита М; 0,7 – для скального аммонала № 1.

Для взрывных работ в угольных шахтах, опасных по взрыву газа и пыли, рекомендуется применять следующие виды забоечных материалов:

1)жидкостная забойка (гидрозабойка) в виде заливки наклонных шпуров водой (рис. 7.11) и в виде водонаполненных полиэтиленовых ампул (рис. 7.12). Жидкостная забойка используется в сочетании с запирающей песчано-глинистой забойкой;

2)забойки из пластичных материалов (глина и песок, пастообразная смесь или увлажненный мел);

Рис. 7.11. Шпур с жидкостной (2) и запирающей (1) забойкой

Рис. 7.12. Гидроампулы для забойки шпуров

301

3) забойка из сыпучих материалов в виде взрывозащитной гранулированной пламелокализирующей смеси и увлажненной смеси карбамида с хлоридом калия.

При взрывании по углю и по породе минимальная величина забойки для всех забоечных материалов должна составлять:

•при глубине шпуров от 0,6 до 1,0 м – половину глубины шпура;

•при глубине шпуров более 1,0–0,5 м;

•при взрывании зарядов в скважинах – 1,0 м.

Минимальная глубина шпуров при взрывании по углю и породе должна быть 0,6 м.

7.2.7. Паспорт буровзрывных работ

Паспорта должны утверждаться руководителем той организации, которая ведет взрывные работы. Паспорта составляются на основании и с учетом результатов не менее трех опытных взрываний. По разрешению руководителя взрывных работ организации допускается вместо опытных взрываний использовать результаты взрывов, проведенных в аналогичных условиях.

Паспорт должен включать:

а) схему расположения шпуров, наименования взрывчатых материалов, число шпуров, их глубину и диаметр, массу и конструкцию зарядов и боевиков, последовательность и количество приемов взрывания зарядов, материал забойки и ее длину, схему монтажа электровзрывной сети с указанием длины (сопротивления), замедлений, схему и время проветривания забоев;

б) размер радиуса опасной зоны; в) схему мест укрытия мастера-взрывника и рабочих на

время производства взрывных работ, которые должны располагаться за пределами опасной зоны.

Кроме того, для шахт, опасных по газу или пыли, в паспорте должны быть указаны количество и схема расположения специальных средств по предотвращению взрывов газа (пыли), а также режим взрывных работ.

302

Паспорт БВР составляется на основании и с учетом результатов не менее трех опытных взрываний, которым должно предшествовать составление примерной схемы работ, учитывающей:

1)форму поперечного сечения выработки, размеры по высоте и ширине выработки и площадь сечения в проходке;

2)крепость по шкале проф. М.М. Протодьяконова и мощность вмещающих пород, попадающих в проектный контур вы-

работки, их трещиноватость, направления залегания пород

икливажных трещин;

3)ожидаемый водоприток в проектируемую горную выра-

ботку;

4)категорию шахты и проектируемой выработки по газу

ипыли.

Опытные взрывания производятся комиссией в составе начальника участка взрывных работ (его заместителя), начальника участка (его заместителя), на котором производятся опытные взрывания, горного мастера, мастера-взрывника и бригадира.

По разрешению руководителя взрывных работ допускается вместо опытных взрываний использовать результаты взрывов, проведенных в аналогичных условиях.

Параметры паспорта буровзрывных работ (количество шпуров, расстояние между ними, величины зарядов взрывчатого вещества на шпур и др.) устанавливаются расчетным путем с учетом существующей практики ведения взрывных работ в аналогичных горно-геологических и горнотехнических условиях.

В общем случае расчет паспорта БВР проводится по следующему алгоритму:

1.Принимаются к использованию взрывчатые вещества.

2.Задаются диаметром бурения и глубиной шпуров (определяется в случае заданных темпов проходки выработки), а также величиной КИШ.

3.Задаются типом и количеством используемых бурильных машин.

303

4.Определяют общее необходимое количество взрывчатого вещества.

5.Производят выбор типа вруба.

6.Определяют расчетное и фактическое количество шпуров на забой.

7.Определяют фактический заряд взрывчатого вещества на

шпур.

8.Определяют общее фактическое количество взрывчатого вещества на забой.

9.Производят выбор конструкции заряда взрывчатого вещества в шпуре и типа забойки.

10.Определяют оптимальное время замедления, и подбирают электродетонаторы.

11.Производят расчет электровзрывной сети.

12.Принимаются необходимые предохранительные мероприятия, указываютсяместаукрытийирасстановкипостовохраны.

13.Определяют время проветривания забоя.

14.Непосредственное заполнение паспорта буровзрывных

работ.

Рассмотрим более подробно этапы расчета паспорта БВР согласно методическим указаниям [33–36].

1.Расчет зарядов ВВ

Наиболее широкое распространение для определения удельного расхода ВВ получила методика академика Н.М. По-

кровского [31].

Удельный расход ВВ на 1 м3 обуренной породы q (кг/м3) при f ≥ 2 определяется по формуле

q = 0,1 · f · f I· v · e.

Для расчета удельного расхода ВВ при f < 2 предлагается

формула

q = 0,5 · f · f I · v · e,

где f – коэффициент крепости породы по шкале профессора М.М. Протодьяконова; f I– коэффициент структуры породы; v – коэффициент зажима породы, зависящий от площади попе-

304

речного сечения выработки; е – коэффициент работоспособности применяемого ВВ.

Значение коэффициента f I принимается в зависимости от свойств и структуры пород, их залегания и трещиноватости:

а) вязкие, упругие, пористые – 2; б) дислоцированные с неправильным или параллельным

оси выработки залеганием и мелкой трещиноватостью – 1,4; в) со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с на-

пластованием, перпендикулярнымкнаправлениюшпуров– 1,3; г) массивные, хрупкие, плотные – 1,1.

Коэффициент зажима породы v подготовительных выработок, по мнению Н.М. Покровского, имеет наибольшее значение для малых поперечных сечений. С увеличением площади поперечного сечения выработок, проводимых в одних и тех же породах, удельный расход ВВ уменьшается.

Значение коэффициента v при одной обнаженной плоскости определяют по формуле

6,5/ Sч ,

где Sч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2. Коэффициент работоспособности е применяемого ВВ оп-

ределяют как

е = 380/Рх,

где 380 – работоспособность стандартного ВВ (аммонит № 6 ЖВ), см3; Рх – работоспособность применяемого ВВ, зависящая от крепости пород, см3 (табл. 7.4).

305

2. Определение глубины шпуров

Глубину шпуров ориентировочно можно принять на основании рекомендаций табл. 7.5 в зависимости от крепости пород и площади забоя.

Таблица 7.5

Рекомендуемая глубина шпуров в зависимости от крепости пород и сечения выработок

При этом согласно Правилам безопасности при взрывных работах [1] глубина заходки по углю должна быть не более 2 м, минимальная глубина шпуров при взрывании по углю и породе должна быть 0,6 м.

3. Определение числа шпуров и их расположение

Число шпуров в забое N зависит от крепости пород, площади поперечного сечения выработки вчерне, вместимости шпуров и определяется по формуле

N 1,27 q Sч d 2 kз

где d – диаметр патрона ВВ, м; k3 – коэффициент заполнения шпура для шахт, опасных по газу и пыли, склонных к внезапным выбросам угля и газа, определяют по условиям минимально допустимой длины забойки шпуров. При глубине шпуров

∆ = 1000…1150 кг/м3); Sч – площадь поперечного сечения выработки вчерне при креплении податливой арочной крепью, м2

(рис. 7.13):

306

Размеры выработки вычисляются по формулам рис. 7.14 с учетомдиаметрастоек(d = 0,16…0,20 м) итолщинызатяжкиδ= 0,05 м.

Таблица 7.6 Характеристики податливой арочной крепи

Таблица 7.7

Характеристика специальных профилей податливой арочной крепи

Типичное расположения шпуров в забое выработки трапециевидной и арочной формы представлено на рис. 7.15.

308

Согласно Правилам безопасности при взрывных работах расстояние от заряда ВВ до ближайшей поверхности должно быть не менее 0,5 м по углю и не менее 0,3 м по породе, в том числе при взрывании зарядов в породном негабарите. В случае применения взрывчатых веществ VI класса при взрывании по углю это расстояние допускается уменьшать до 0,3 м.

Рис. 7.14. Размеры трапециевидной выработки при различном сечении: В1,2 – ширина выработки в свету по кровле (В1) и почве (В2); В1,2Ч – ширина выработки вчерне по кровле (В1) и почве (В2)

Минимально допустимые расстояния между смежными шпуровыми зарядами должны соответствовать показателям, приведенным в табл. 7.8.

4. Определение расхода ВВ на заходку (за цикл)

Массу заряда ВВ Q (кг) на одну заходку определяют по формуле:

Q = q · Sч · lш,

где Sч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2; lш – глубина шпура, м; q – удельный расход ВВ, кг/м3;

309