- •Курс лекций для студентов групп
- •Технология и безопасность взрывных работ
- •Цель и задачи дисциплины.
- •Основные задачи по изучению курса:
- •Лекция №1 История развития вв
- •Основные понятия и определения
- •Лекция №2 Явление взрыва и виды взрывчатого превращения
- •По характеру процесса протекания взрывов их принято классифицировать на:
- •Взрывчатые вещества
- •Основные признаки взрыва:
- •Основные формы химического превращения:
- •Для придания определенных свойств и характеристик смесям вв в их состав входят следующие компоненты:
- •Лекция №3 Кислородный баланс н реакции превращения вв
- •Теплота и температура взрыва
- •Аммиачная селитра.
- •Классификация вв по химическому составу и краткие сведения по технологии изготовления промышленных вв
- •Нитроглицериновые вв:
- •Прочие вв.
- •Лекция №5 Физическая сущность детонации промышленных вв
- •Работа и баланс энергии взрыва
- •Формы работы взрыва и методы их определения
- •Лекция №6
- •Лекция №7
- •Краткая характеристика инициирующих вв
- •Лекция №8 Детонирующий шнур и пиротехнические замедлители
- •Неэлектрическая Система инициирования зарядов при взрывании в подземных выработках
- •1 Общие сведения
- •Системы синв:
- •Достоинства системы синв:
- •2 Конструкция устройств системы синв
- •3 Волновод
- •4 Капсюль-детонатор
- •5 Схемы и элементы монтажа взрывной сети
- •Лекция №9
- •Инициирующие вв:
- •Средства огневого инициирования зарядов
- •Лекция №10 Электрическое взрывание
- •Электродетонаторы для электрического инициирования зарядов
- •Источники тока для электрического инициирования
- •Типы конденсаторных взрывных машинок:
- •Основы расчета электровзрывных сетей.
- •Детонирующий шнур.
- •Достоинства электрического взрывания:
- •Недостатки электрического взрывания.
- •Достоинства взрывания с помощью дш:
- •Недостатки взрывания при помощи дш:
- •При короткозамедленном взрывании.
- •Требования к качеству взрыва.
- •Лекция №11 Общие принципы расчета шпуровых, скважинных и камерных зарядов.
- •Виды врубов
- •Лекция №12
- •Расход вв на отбойку
- •Лекция № 13 Технология взрывных работ при проведении горных выработок, добыче угля и сланца.
- •Проведение горных выработок
- •Проведения горизонтальных и наклонных выработок буровзрывным способом.
- •Проведения выработок в неоднородных породах узким и широким забоем.
- •Достоинства этой схемы :
- •Недостатки схемы :
- •Технология и механизация проведения наклонных стволов.
- •Схемы и средства механизации взрывных работ
- •Лекция №14
- •Машины для водосодержащих и эмульсионных вв
- •Зарядчики инжекторного типа:
- •Характеристика зарядчиков типа «Курама»
- •Порционные зарядчики
- •Эжекторно-нагнетательные зарядчики
- •Самоходные зарядно-доставочные машины разработаны для заряжания забоев с самоходным оборудованием.
- •Механизмы для заряжания пластичными и водонаполненными вв.
- •Безопасность работ при перевозке и хранении вм.
- •Хранение вм на местах работ.
- •Хранение вм на предприятиях.
- •Общие правила безопасности ведения взрывных работ, техническая документация и ответственность за ведение взрывных работ.
- •Предприятие, ведущее вр с применением массовых взрывов: Массовым взрывом следует считать:
- •Для шахт опасных по газу и пыли
Лекция №12
Отбойка скважинными зарядами диаметром 40-150 мм
Различают:
Параллельное
Ярусное
Пучковое
расположение скважинных зарядов в объеме отбиваемой горной массы (угля, руды).
Параллельные скважины – применяют при низкой стоимости подготовительно-нарезных работ, высоких требованиях качеству отбитой горной массы необходимости четкого оконтуривания массива, высокой стоимости бурения скважин.
Веерное расположение скважин – по сравнению с параллельными скважинами эта схема характеризуется снижением выхода горной массы с 1 метра скважины и большим выходом негабарит. Однако затраты на подготовку и нарезку блока или камеры, а так же на операции по перестановке и транспортированию бурового оборудования значительно ниже, чем при параллельном расположении.
Ярусное расположение – характеризуется значительным выходом негабарита, в связи с чем оно не получило широкого распространения. Обычно эта схема расположения зарядов применяется при выемке трещиноватых хорошо дробимых руд, и при использовании тяжелых буровых машин с минимальным числом их перестановок и при высокой стоимости подготовительно-нарезных работ.
Пучковое расположение – предпочтительно при применении многошпиндельных буровых агрегатов, позволяющих снизить трудоемкость бурения. Эта схема расположения позволяет сконцентрировать энергию разрушения в отдельных участках отбиваемого массива., что в ряде случаев улучшает качество его дробления.
По направлению действия взрыва в пространстве различают отбойку руды горизонтальными, вертикальными, наклонными и радиальными прирезками.
Выбор рациональной схемы производится с учетом преобладающей трещиноватости массива и принятой системы разработки.
По условиям действия взрыва применяют отбойку горной массы( руды):
На открытое выработанное пространство;
С одной обнаженной поверхностью (отработка основных запасов в камерах);
С несколькими обнаженными поверхностями (отработка целиков);
На зажатую среду.
При начале работ в камере проходят восстающий, в результате расширения которого образуется отрезная щель и на нее ведется отбойка. В процессе отбойки руды в камере образуется пустое пространство, которое в дальнейшем заполняется обрушенной с боков и потолка камеры породы.
При отбойке горной массы в камерах массив обуривают из буровых выработок имеющих следующее сечение:
При бурении скважин машинами с погружным пневмоударником 2,5*2,5 метров;
При шарошечном бурении 3*3 метра;
При бурении выносными пневмоударниками облегченного типа 2*2 метра.
Следует рекомендовать следующую глубину скважин:
10-15 метров при бурении мощными перфораторами КС-50; ПТ-55; ПТ-65;
10-20 метров станками БУ-70;
20-40 метров станками с погружными перфораторами НКР-100 м; НКР-85;
30 метров станками шарошечного бурения.
Расход вв на отбойку
Основным фактором определяющим качество дробления, является расход ВВ на отбойку. Он определяется на основе экономико-математического моделирования очистной выемки единицы объема (веса) с учетом затрат на подготовительно-нарезные работы, потерь и разубоживания горной массы.
Удельный расход ВВ на отбойку, обеспечивающей качественное дробление определяется по формуле:
; кг/т
где:
qт – теоретический удельный расход ВВ на дробление руды; кг/т
K1 – коэффициент учитывает работоспособность ВВ;
k2 – коэффициент учитывает трещиноватости массива и требуемый размер кондиционного куска горной массы;
k3 – коэффициент учитывает схему расположения зарядов;
k4 – коэффициент учитывает условие действия зарядов;
k5 – коэффициент учитывает плотность заряда;
k6– коэффициент учитывает диаметр заряда;
При теоретическом расходе ВВ на дробление обеспечивается отбойка массива средней трещиноватости патроном аммонита №6ЖВ в параллельных скважинах диаметр=105 мм. при одной обнаженной поверхности.
Значение теоретического расхода на дробление руды зависит от коэффициента крепости пород.
f |
6-8 |
8-10 |
10-12 |
12-14 |
14-16 |
16-18 |
18-20 |
>20 |
qт |
0,4-0,5 |
0,5-0,6 |
0,6-0,7 |
0,7-0,9 |
0,9-1 |
1-1,2 |
0,2-1,3 |
1,3-1,5 |
;
– среднее расстояние между видимыми трещинами , замеренное по стенкам выработок в объеме отбиваемого массива.
= 0.01-0.1 м;
– размер кондиционного куска;м
k3 = 1 при параллельном расположении скважин;
k3 = 1,2 при веерном расположении скважин;
k3 = 1,3-1,5 при ярусном расположении скважин.
k4 = 1 при отбойке на 1 обнаженную поверхность ;
k4 = 0,7-0,9 при отбойке на 2 обнаженные поверхности;
k4 = 1,3-1,4 при отбойке на зажатую среду.
Δ - плотность ВВ в заряде, г/см3
k5 = 1 при заряжании шпуров или скважин вручную патронированными порошкообразными ВВ;
k5 = 0.9-0.95 при пневматическом заряжании шпуров или скважин россыпными ВВ;
k5 = 0.8-0.9 при заряжании шпуров или скважин водонаполненными ВВ;
k5 = 0.8-0.95 при заряжании шпуров или скважин прессованными патронированными ВВ.
k6 = 1 при заряжании скважин d = 105 мм;
при взрывании скважин другого диаметра.
Определив по формуле удельный расход ВВ на отбойку горной массы , задаются коэффициентом сближения скважинных зарядов ,
Рационально выбирать в пределах от 1 до 2 .
Исходя из вместимости скважин, определяем выход горной массы с 1 м скважины.
Где:
d² - диаметр скважины, мм
Δ - плотность ВВ в заряде, г/см3
k7 – коэффициент учитывающий неполное заряжание скважин ,
k7 = 0.8-0.9 – при параллельном расположении скважин,
k7 = 0.7 -0.8 - при веерном расположении скважин,
k7 = 0.5-0.7 – при ярусном расположении скважин.
Параметры параллельного расположения скважин определяют по формуле:
где:
τ - коэффициент заполнения скважины ВВ.
Параметры при веерном расположении скважин определяют по формулам:
;
;
где:
W - линия наименьшего сопротивления, м
d – расстояние между скважинами, м
γ – объемный вес горной массы (руда), т/м3
Параметры при верном или ярусном расположении между концами скважин определяют по формулам:
где:
L ср – средняя длина скважины, м
Отбойка руды камерными зарядами
Их применяют в основном при отработке месторождений мощных и крутого залегания. На ряде предприятий этот способ получил название «минной отбойки». Широко применяется при обрушении МКЦ и междуэтажных целиков, а так же для погашения пустот. Сущность способа камерных зарядов в том, что отрабатываемый массив подготавливают к отбойке рядом вертикальных и горизонтальных выработок. Из них проходят выработки небольшого сечения 1*1 м. и протяженности – минные камер, в которых и размещают сосредоточенные заряды ВВ. Иногда из этих карманов для размещения зарядов ВВ проходят углубления так же небольшого сечения – минные колодцы. После укладки ВВ и монтажа взрывной сети их заполняют забойкой. Применяют 2 варианта отбойки массива камерными зарядами на вертикальное и горизонтальное компенсационное пространство. Удельный расход на отбойку массива камерными зарядами определяют из выражения:
q=1,35qт*k1*k2*k3*k4; кг/м3
где,
qт – теоретический удельный расход ВВ на дробление руды; кг/т
K1 – коэффициент учитывает работоспособность ВВ;
k2 – коэффициент учитывает трещиноватости массива и требуемый размер кондиционного куска горной массы;
k3 – коэффициент показателя действия взрыва:
для ликвидации пустот =0,42
для отбойки руды=1;
k4 – коэффициент учитывает забойку зарядов ВВ.
при полной забойке =1
при отсутствии забойки =2,25
Вес 1 камерного заряда от 0,5-3 т определяется по формуле:
Q=q*W3; кг.
W – ЛНС изменяется от 6-10 метров, зависит от системы разработки и физико-механических свойств горных пород.
Преимущество отбойки камерными зарядами заключается в простоте технологии.
Недостатки отбойки камерными зарядами:
большой выход негабарита,
увеличенный расход ВВ на отбойку,
повышенная сейсмическое воздействие взрыва,
большой объем подготовительно-нарезных работ.