4.3 Расчет параметров буровзрывных работ.

При проходке выработок с применением буровзрывных работ рекомендуется применение контурного взрывания. Контурное взрывание – это технологический прием, при котором достигается высокое качество оконтуривания выработок, характеризующееся незначительными переборами пород, сравнительной гладкой поверхностью боков и кровли выработки и малой глубиной нарушения законтурного массива. Это достигается уменьшением энергии взрыва и рациональном расположении оконтуривающих шпуров. Уменьшение концентрации взрыва на 1 м шпура достигается за счет применения ВВ с высокой работоспособностью (300 – 450 см³) в патронах малого диаметра(21 – 24 мм) или применения ВВ в патронах обычного диаметра (32 – 36 мм), но малой работоспособности (260 – 300 см³), а также комбинации двух первых способов.

Рис. 4.1 Конструкции зарядов в оконтувающих шпурах при контурном взрывании.

а – с радиальным зазором; б – с осевым зазором; в – с радиально-осевым зазором. 1-2 – донный заряд; 1 – боевик; 2 – патрон ВВ нормального диаметра; 3 – патрон ВВ уменьшенного диаметра; 4 – деревянный вкладыш; 5 – провода; 6 – забойка.

Существует два метода производства контурного взрывания: метод последующего оконтуривания выработки (или метод контурной отбойки - МКО) и метод предварительного оконтуривания выработки (или метод предварительного щелеобразования – МКЩ). Их различие заключается в очередности взрывания контурных зарядов по отношению к отбойным шпуровым зарядам. Если при использовании МКО образуется дополнительная свободная поверхность со стороны предконтурного ряда, существенно облегчающая работу контурных зарядов, то при использовании МПЩ процесс трещинообразования по линии размещения контурных зарядов происходит в условиях нетронутого породного массива в отсутствии каких либо компенсационных пространств и дополнительных поверхностей обнажения. Это приводит к необходимости сближения контурных зарядов по сравнению с методом МКО, но при этом поверхность откола при МПЩ получается более ровной и менее нарушенной.

Порядок расчета параметров БВР

1. Выбирают ВВ и СВ в соответствии с естественными горно-геологическими условиями.

2. Устанавливают длину заходки, КИШ, глубину шпура в зависимости от крепости породы и размеров выработки.

3. Определяют параметры контурного взрывания (для разных методов оконтуривания выработки существуют свои особенности расчета параметров размещения отбойных шпуров).

Рис. 4.2 Схема зон действия шпуровых зарядов: I – зона вруба; II – ядра; III – почвы; IV – контура.

При последующем оконтуривании выработки параметры размещения контурных зарядов рассчитывают исходя из двух факторов - крепости породы и минимальной амплитуды шероховатости оконтуриваемой поверхности _min (м). Крепость породы определяет величину необходимого удельного расхода ВВ на контурную отбойку q_к (кг/м³), амплитуда шероховатости - необходимую линейную плотность заряжания контурных шпуров P_к (кг/м):

(4.3)

(4.4)

где: f - коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Протодьяконова, ед;

P_max - линейная плотность шпурового заряда при полном заряжании, кг/м;

- показатель степени в уравнении адиабаты расширения продуктов детонации, ед.

(4.5)

где: d_ш - диаметр шпура, м (принимается на 4-6 мм больше диаметра патрона ВВ)

Таблица 4.5

Численные значения показателя γ

вв, кг/м3	800	850	900	950	1000	1100	1200	1300
, ед	1.843	1.892	1.940	1.987	2.033	2.125	2.214	2.301

_вв - объемный вес ВВ в заряде, кг/м³

Расстояние между контурными зарядами определяют по формуле (м):

(4.6)

где: К₀ - численный коэффициент, учитывающий взаимодействие соседних контурных зарядов и потери энергии на расширение продуктов детонации в объеме шпура, ед.;

L_зк - длина забойки контурных шпуров (определяется по таблице), м;

L_к - длина контурных шпуров, м.

Таблица 4.6

_{Значение численного коэффициента К}0

	K0
Линейная плотность заряжания контурных шпуров Pк, кг/м	диапазон изменения	средние значения
0.4	0.654-0.590	0.622
0.5	0.763-0.706	0.735
0.6	0.866-0.818	0.842

Таблица 4.7

_{Приведенная длина забойки контурных зарядов Lзк / S}выр

Коэффициент	Линейная плотность заряжания контурных шпуров Pк, кг/м
крепости пород	0.4	0.5	0.6
4-6	0.110-0.097	0.121-0.110	0.129-0.119
7-9	0.092-0.082	0.106-0.097	0.115-0.108
10-14	0.077-0.061	0.093-0.079	0.105-0.092
15-18	0.057-0.046	0.076-0.067	0.089-0.081
19-20	0.042-0.039	0.064-0.061	0.079-0.076

Коэффициент сближения контурных шпуров определяется по формуле:

(4.7)

При _вв = 900 - 1100 кг/м³ данная формула может быть использована в следующем виде:

(4.8)

Соответственно линия наименьшего сопротивления контурных шпуров определяется по формуле (м):

(4.9)

Количество контурных шпуров определяется по формуле (шт.):

(4.10)

где: П - полный периметр забоя выработки, м;

В - ширина выработки на уровне почвы, м

Площадь части забоя которая приходится на контурный ряд, равна (м²):

(4.11)

Для улучшения качества проработки породы на уровне концевых частей контурных шпуров в забой последних следует помещать дополнительный заряд весом, равным (кг):

(4.12)

Количество ВВ на контурную отбойку определяется по формуле (кг):

(4.13)

При предварительном оконтуривании выработки удельный расход ВВ определяют с учетом глубины ведения работ Н (м) по формуле (кг/м³):

(4.14)

При этом следует иметь в виду, что при уменьшении глубины ведения работ значение q_к не должно быть меньше величины, определяемой формулой (4.3).

Расстояние между контурными шпурами рассчитывают по формуле (4.6), при этом величину L_зк определяют по таблице (4.8).

Таблица 4.8